当前位置: 光杠杆 >> 光杠杆优势 >> 3810万亿光年撬动地球需要多长的杠杆
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在早期人类的生产活动中,人们就已经发现了杠杆原理——动力与动力臂之积等于阻力与阻力臂之积。人类把这种物理现象用于生产活动,年前古埃及人被认为用杠杆原理来修建宏伟的金字塔。
对于杠杆原理,古希腊物理学家阿基米德曾有一句名言:“给我一个支点,我就能撬动整个地球”。那么,如果真用杠杆原理来撬动地球,所需的杠杆要多长?
首先,需要给这根杠杆找一个支点。在地球周围,有一个非常适合充当支点的天体,那就是绕地球公转的月球。月球并不是在一个圆形轨道上绕地球运动,这里假设月球离地球最近时,月球作为支点,此时的地月距离为36.26万公里。
再假设有个体重为60公斤的人在杠杆的另外一端,以他自身的重量来提供动力。地球的质量是已知,约为5.97×10^24千克。那么,根据杠杆原理的公式:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
由此可以计算出动力臂的长度为3.61×10^28公里,这个长度远大于阻力臂,所以动力臂的长度近乎等于杠杆的总长度。那么,这个长度是什么概念呢?
如果把它换算成光年,则相当于3.81×10^15光年,或者万亿光年。也就是说,以将近每秒30万公里的光速走完这段距离,将需要万亿年的时间。
这根杠杆的长度超乎想象。要知道,以地球为观测中心的可观测宇宙半径只有亿光年,所以这根杠杆远远超出可观测宇宙的范围,将会进入不可观测宇宙中。
目前,天文学家并不清楚整个宇宙究竟有多大。一个估计是,整个宇宙的半径为12万亿光年。如果按照这个数据来看,这根杠杆甚至伸出了整个宇宙。
宇宙也有可能是无限的,没有边界,宇宙的范围无穷大。在这种情况下,撬动地球的杠杆在宇宙中放得下。如果宇宙是有限而无界的,也就是宇宙的几何形状是闭合的。那么,这根杠杆也能放得下。只是在弯曲的空间中,杠杆会跟着一同弯曲。如果整个宇宙并不大,杠杆有可能会绕一圈回来,头尾会碰到一起。
即便宇宙中放得下这根杠杆,想要用它来撬动地球,将需要等待极为漫长的时间。当人在杠杆的一端开始撬动时,力不会瞬间传播到杠杆的另一端,也不会以光速传播,杠杆的另一端不会快速做出响应。
事实上,力的传播速度等同于声音在杠杆中的传播速度,因为这是一种机械波的传播。如果这根杠杆是钢制的,那么,力在其中的传播速度约为米/秒。因此,当人撬动杠杆时,另一端的地球要等2.28万亿亿年之后才会被撬动。
理论上,用杠杆可以撬动地球,但现实中根本不可能做到。首先,所需的杠杆长度极长,将要达到万亿光年。无论杠杆是用什么材料制成的,其质量都会无比巨大,很有可能会直接坍缩成黑洞。其次,即便存在这样的钢制杠杆,用它撬动地球也要耗费2.28万亿亿年的时间,那时的地球和月球可能早已不存在。另外,人在太空中也无法直接推动杠杆,需要一台火箭发动机来提供动力。