和尚洗头用飘柔,太空梦患者 阅读原文 为了完善这个回答,我特地又去买了电影票看了一遍。。。。 我的答案是,金刚家的空心地球所谓“重力反转”啥的,拍的不太对。 为什么?因为哥斯拉的空心地球与牛顿的空壳地球不一样。 电影《金刚大战特斯拉》里的空心地球,并不是空心的,而更像是绵延数千里的地下大隧道,就像地球的血管一样,或者是“地脉遥长通海岳”的盘丝洞,通向中心的蛋黄地核,泰坦们可以很快地从一处移动到另一处。(具体可看电影中那个全息投影) 这就是为什么哥斯拉号称是全球旅行家了,它可以从一个地方(比如百慕大三角)突然消失并重新出现在地球的另一个地方(南极 -- 空心地球的入口)。 让我想到了小时候看的动画片里 shredder 的钻地机,谁知道这是哪部动画片么?那个大脑长在肚子上的小粉红叫啥来着? 上一部《金刚:骷髅岛》第一次正式引入了空心地球的概念。电影里的世界认为地球内部有另一个世界,可以通过大型地下隧道从地表进入。这些隧道在地球上各处开有至少 15 个入口,其中之一就是骷髅岛。像骷髅爬行者这样的生物就是从空心地球里钻出来的。 甚至,电影里的科学家认为空心地球曾经是早期人类以及巨大生物共同的家园。 如果仔细看电影,能看到地下的天空和陆地很像,既有岩石,还有郁郁郁葱葱的丛林。这部分和儒勒·凡尔纳在 1864 年出版的《地心游记》中描述空心地球的方式很像,不知道 MonsterVerse 是不是借鉴了小说。之所以天空是亮的,可以假设大气中有发光成分(扯)。 铁板鱿鱼 + 印度飞饼做好啦! 电影中间有一段显示,一堆石头飘在半空中(有点像引力平衡面),大猴子轻轻一推就落向了头顶,也就是对面的山上。也就是说,电影假设在空心地壳和地核球之间的空隙间,存在一个引力平衡球面,使得此球面上的引力合力为 0,而不在此球面的其它部分,靠近地壳的引力指上地壳,靠近地核的引力指向地核。为了弥补奇点漏洞,还设计了一个“引力翻转”的过渡。 牛顿说 写了那么一堆,我们再来看看棺材板下的牛爵爷是怎么说的。 在经典力学教材中,牛顿的壳层定理是这样描述的: 球对称质量均匀分布的物体与其内部的物体之间的万有引力为 0。 空心球壳质量为 M,半径为 R,r 处有一质量为 m 的质点,与薄壳上各点的距离为 s。以下公式略写了,具体请看参考[1]: 这一堆写的啥?说人话,就是空心地球内的物体,都可以像太空人一样漂着——无论你是否在中心,都不会向任何方向“坠落”,一切引力都被微积分抵消了。(当然,爱因斯坦的广义相对论对这个的解释更复杂,可惜这里空白的地方太小,写不下。) 但是,这个有一个前提,就是要在均匀空球的内部,就像下面这样。 我前面讲过,特斯拉世界里的空心地球并不是这样的,而更接近下面这个模型: 有点类似于,我们生活在地球的戴森球上,泰坦们生活在地下的地球上。如果是这样的简化模型,那么就不适用壳层定理的结论了,因为不是在空球的“内部”(更不要说质量有可能并不均匀分布)。 那壳与球之间的空隙层中,会不会有像电影中演的那样,出现一个 0 重力面呢? 为了避免公式让你头痛,我们来做个这样的简化思考模型。 先假设只拿走地核,那按照牛顿的计算,内部各处应失重(合力为 0); 再假设只拿走地壳,那就和地球表面一样,重力指向地核的中心; 那地壳和地核拼到一块儿,合力自然还是指向地心的。 事实上,牛顿当时做这道大题的时候也是这样思考的,他假设地球是由一层一层像洋葱皮一样的极薄球壳套在一起组成的,然后再微积分求任意一点的受力。 换句话说,即使地球人无聊地为不发光的地球造了一个很厚戴森球,那地球与戴森球之间也不会出现 0 重力区(不讲拉格朗日点) 重力翻转不存在的 那在地球上打个隧道,重力会如何变化呢?是否会像电影那样,要经历一次肠子蹦极呢?如果你有机会进入这些隧道(简化一下,假设是向地心方向打通的垂直隧道),那么你刚进入的时候,重力实际上会先随着你下降而增加,到了下地幔的边界处达到最大值;再深入的话重力就会下降,当你接近地心时(如果你还没被烤熟),重力会迅速下降到零。但并不会出现一个突然翻转的奇点。具体可参考 wiki[2]: 无用的知识点 再讲点什么吧。 如果是牛顿所指的那个真正的空心地球,那地球内的引力合力为 0,也就没有引力场,但有一个非零的引力势(就不提度量张量了)。在广义相对论中,这会影响时间的流逝。 也就是说,根据广义相对论,空心地球内部的时间比地球外的时间慢。 然并卵,《哥斯拉大战金刚》并没有什么逻辑,拿着一桶爆米花去看就好了。。。。 观影防疫不松懈,我插! 话说,哥斯拉踩在金刚胸口的时候,我以为会亲上去呢。。。。。。。 阅读原文