巖石行星vs氣態行星
太陽系有八大行星,其中靠近太陽的四大行星是水星、金星、地球和火星,它們都屬于巖石行星。除了火星,木星、土星、天王星、海王星與地球不同,不是巖石行星,而是氣態行星,
眾所周知,宇宙中存在萬有引力,這與質量有關,質量越大,引力越大。人之所以能站在地球上,是因為地球的引力與地球表面的支撐力相平衡,地球表面的支撐力來自于地球表面是固體,能支撐人體,那么問題來了。木星是太陽系中質量最大的行星,它的引力比地球大得多,如果人站在木星上,木星沒有巖石表面,人會直接掉進木星的核心嗎?
人會掉到木星的“內核”中嗎?
要理解這個問題,首先要對木星的結構有一個概念。
眾所周知,地球上有許多種元素,其中有許多氧和硅元素。
但實際上像地球這樣的天體在宇宙中是少數,因為138億年前的BIGBANG之后,逐漸形成的元素主要是氫和氦。
這兩種元素占據元素周期表的前兩位,占整個宇宙的99%以上,因此,宇宙中絕大多數天體是由氫和氦組成的,少數主要由其他元素組成,
木星可以算是宇宙中的多數,主要由氫組成。由于核心的壓力很大,木星的核心非常致密,是一個堅固的核心。固體核的表面涂有氦。再往外是液態金屬氫,是超流態的氫,在這種狀態下,氫表現出導電性,再往外是分子氫,然后最外層是木星的大氣層,主要由氫組成。
因為木星到太陽的平均距離遠大于地球到太陽的平均距離,達到了太陽到地球距離的五倍,所以木星不在太陽系的宜居帶,所以木星的溫度比地球低很多,木星表面的平均溫度只有-148左右。
如果一艘宇宙飛船把一名宇航員放在木星上空,讓他向木星方向墜落,那名宇航員必須好好照顧它,否則他將不被允許進入木星內部,并將被凍死。
我們假設宇航員配備了“理想”設備,可以保證他在任何條件下都能生存,所以宇航員摔倒,第一個接觸到宇航員的就是大氣層。因為木星的質量比地球大很多,所以引力也大很多,木星上的重力加速度達到24.79 m/(s 2),是地球上的9.8 m/(s 2)。這說明木星上空自由落體的加速度會比地球上快得多,因為木星的大氣層是氣態氫,宇航員總是會加速下落,不會被任何東西阻擋。
但是因為加速度太快,所以速度也很快,這會產生一個問題:宇航員會與大氣中的物質摩擦,這將使宇航員與大氣接觸的地方迅速升溫,當人造探測器回傳地球時,實際上會遇到這個問題,
除了快速下降,因為木星的自轉速度是太陽系八大行星中最快的,所以木星赤道的自轉線速度達到12.6km/s,大約是地球赤道自轉線速度的27倍,這使得木星表面的風速超級快,任何一陣風的風速至少都是100 m/s,一般地球上的風速都很低, 只有0.5 m/s .即使是地球上最強的颶風,風速也只有50 m .也就是說,地球上最強的風不到木星上隨機一陣風的風速的一半,木星上的“眼睛”其實是木星表面的風暴,
所以宇航員在墜落時,不僅下落速度非常快,而且還會被木星上的風所震動,速度相當快。
當然,當宇航員下降到一定程度時,他們會發現自己一開始看不到“光”,因為陽光無法進入這里,這與“地球表面的海洋到達一定深度后看不到光”是一個道理,不僅黑暗,就像深海一樣,而且還伴隨著壓力和溫度的增加,當它到達木星云層下方大約700公里時,壓力可以達到地球大氣壓的幾千倍,
宇航員最終將降落在云層下方20000多公里處,那里的壓力是大氣壓的200多萬倍,溫度超過6000度,此時周圍環境是液態金屬氫,可以為宇航員提供浮力。所以宇航員墜落到一定程度后,液態金屬氫提供的浮力可以與重力平衡,使宇航員只能在一定范圍內上下浮動,類似于懸浮在水中的物體。
所以宇航員佩戴的裝備是理想的,所以宇航員不會一直落到木星的核心,而是會到達平衡點,達到一定程度后開始上下浮動,不會到達木星的核心,更不用說跑過木星了,