Jaký bude účinek, když budeme stát na Jupiteru?

(*) Jupiter pro všechny účely a účely nemá pevný povrch, na kterém by mohl stát. Ne víc, než byste mohli říci, že atmosféra Země to má, než narazíte na Terra Firma. Je to obrovská koule složená z většinou vodíku a hélia , ale také další těžší prvky v menších částech a je tak masivní, že jeho vlastní gravitace stlačuje tyto plyny na kapalinu, čím dále do jejího vnitřku jdeme. Lehčí prvky dominují v její horní atmosféře v plynném stavu; tyto se postupně stlačují kvůli své vlastní tlak na kapaliny, hlubší stále kovový vodík a nakonec síť kovového vodíku, horniny a dalších těžších prvků, které se ponořily hlouběji do svého jádra. Nikdo by nebyl schopen „stát“ na žádné z těchto vrstev. Ve skutečnosti se teplota a tlak stanou bylo tak skvělé, že se počítalo s tím, že dokonce i diamanty (předpokládá se, že by se mohly vytvořit jako sraženiny v určitých vrstvách vnitřku Jupitera z černých mraků sazí, kde by to, pokud by se ukázalo jako pravdivé, znamenalo zcela doslovně „prší diamanty“ ) se nakonec rozpustí na opět spekulovanou, mazlavou formu tekutého uhlíku, která „není na rozdíl od dehtu, až na to, že to není“ t.

                                                                                  ^{Koláčový řez vrstev tlaku, teploty a hustoty Jupiteru.Zdroj:
                                                                Laboratoř pro fyziku atmosféry a vesmíru, University of Colorado v Boulderu}

Co by se stalo, kdyby jste se ponořili do Jupitera? Jak dlouho vydržíte, bude záležet na tom, v jakém rychlostním stupni jste chráněni před nepřátelským prostředím. Tlak v jeho horní atmosféře by se nejprve postupně zvyšoval do té míry, že by to stačilo na to, aby vás jeho prudké bouře vrhly. To je oblačná vrstva Jupitera. Můžete však mít „štěstí“ a spadnout do ní jeho póly, kde obrovské atmosférické deprese udržují vše poněkud nižší, což mírně prodlužuje nevyhnutelný výsledek. Jak se zvyšuje tlak, zvyšuje se i tepelná konvekce. Začnete ztrácet teplo stále rychleji a také to není příjemná teplota středomořského jara . V jedné atmosféře (tlak rovnající se průměrné hladině moře na Zemi) teplota klesne na − 108 ° C. To je pod nejchladnějšími teplotami, jaké kdy Země zaznamenala povrch (~ − 93 ° C na východní antarktické plošině ), a to i pro jeho polární oblasti během zimy. Vše chvíli budete také bombardováni Jupiterovým zářením . A pokud do něj padáte z jeho pólů a mysleli jste si, že máte štěstí o několik stovek kilometrů více, přemýšlejte znovu, protože to jsou oblasti, kde se Jupiter magneticky znovu spojuje s vlastním magnetickým polem Slunce, čímž se zvyšuje rychlost nabitých částic do té míry, že můžeme pozorovat fantastické „elektricky modré“ polární polární záře velikost mnoha Zemí, kde tento tok protonů Slunce ionizuje horní vrstvu atmosféry Jupitera.

Takže máte tři hlavní protivníky, proti nimž musíte bojovat pomocí svých ochranných pomůcek pro ochranu životního prostředí: záření, tlak a teplota. A pokud vstoupíte do její horní atmosféry příliš rychle, také kontaktní ionizace, triboelektrický náboj, povrchová ablace … nic moc okouzlujícího a to vše samo o sobě končí. Kdy by některý z nich byl příliš velký na to, aby vydržel a vaše zařízení selhalo, je kdokoli odhadován, ale při gravitaci Jupitera (24,79 m / s²) by to netrvalo dlouho, dokud se nepotopíte příliš hluboko pro pohodlí.

Nakonec, jakmile budou dávno mrtví z nehostinnosti plynného obra, vaše pozůstatky by se ponořily hlouběji do kapalné vodíkové vrstvy Jupitera. Nejprve zmrazte pevnou látku, poté rozmrazte, když teplota a tlak vzrostly na téměř 5 000 ° C a asi 2 milionykrát vyšší než atmosférický tlak na úrovni hladiny Země. „Téměř implodujete, pokud vaše tělo nebylo většinou voda, která ne snadno komprimovat. Stále byste se výrazně komprimovali, protože se zhroutily všechny dříve fungující dutiny vašeho těla. Nejvhodnější doba pro selfie. Vaše cesta však ještě neskončila, protože vy a vaše vybavení jste stále ještě hustší než ta konkrétní joviánská vrstva. a klesal by stále hlouběji ke své kovové vrstvě vodíku, která začíná na hustotě zhruba 1 g / cm ³ a pokračuje na téměř 25 g / cm ³ (s průměrnou hustotou ~ 4 g / cm ³ , nebo o něco více než čtyřnásobek hustoty vašeho vlastního těla, pokud bychom vyloučili, že vám vyhovuje EVA, kterou byste museli mít, což zvyšuje vaši celkovou hustotu. „jste zasaženi obrovskými elektrickými proudy, které dodávají Jupiteru tak obrovskou magnetosféru , druhou největší strukturu naší sluneční soustavy kromě vlastní heliosféry Slunce.

Tyto proudy by roztrhaly vaše ostatky na nerozeznatelné malé fragmenty a vyvolaly chemický rozklad volnými atomovými vodíkovými radikály, které si náhodně vyměňují lektrony. Vypadalo by to trochu jako ponořit tělo do kyseliny fluorovodíkové a zároveň ho smažit současně, i když možná ne násilněji. Nevím, dokážu si jen představit, nikdy jsem to vlastně neudělal. Upřímný! Fragmenty toho, co jste kdysi rozložili na jeho základní chemické prvky, ztratily valenci a vázaly se na okolní volné vodíkové protony.Těžší sloučeniny by klesly ještě hlouběji, kde by tlak a proud nakonec způsobily, že by ztratily vodíkové protony a rekombinovaly se sebou nebo jinými těžšími prvky a molekulami hladovými po elektronu přítomnými v tak stlačeném a horkém stavu, že ani současná věda není schopna říct jejich přesnou povahu a chování.

V obou případech můžete být roztažení po celém vnitřku Jupiteru v různých státech a stát se jeho součástí téměř na věčnost. Docela epické, ale nedělejte to.

^{(*) Ne všechno to může být nutně přesně pravda, protože některé části, které popisuji, jsou předmět stále probíhajícího výzkumu, ale bylo to docela zábavné, tak jsem se do toho pustil. Zreviduji a později přidám několik odkazů na části, které jsou k dispozici.}

Komentáře

• Při čtení jsem předpokládal, že kovový vodík bude pevná látka. Ale zjevně to může být za těchto podmínek kapalina nebo pevná látka.
• @Hobbes Pevný kovový vodík by ' Vysvětluje obrovskou magnetosféru Jupitera '. Přímé důkazy jsou stále nepolapitelné, ale nepřímé jsou celkem solidní (promiňte slovní hříčku LOL). Pokud vás to zajímá více, jedna dobrá přednáška, kterou jsem sledoval a která je stále poměrně nedávná, je Siegfried Glenzer ' s (SLAC) Jupiter v Bottle: Extreme States of Matter in the Laboratory (více informací zde ).
• @tidalwave Pěkná odpověď až na to jde, ale jedna věc si myslím, že ten člověk dostával předpokládanou drtivou sílu gravitace ve středu, která nebyla zodpovězena. Spisovatel hovořil o centru " s celou hmotou nad námi ". Zapomeneme-li na okamžik nemožnost lidského dobrodružství, gravitace ve středu by byla nulová, protože množství hmoty ve všech směrech je stejné. Otázka gravitace ve středu velké hmoty (Země) byla zodpovězena někde ve vědě o Zemi, StackExchange v loňském roce
• Zábavné a vzdělávací … Chci říct, neponořit se do Jupitera ' s atmosférou.
• Toto zní jako xkcd co-kdyby!

Pokud na chvíli ignorujeme atmosférické efekty, podívejme se, co dělá gravitace při sestupu na planetu (a to platí pro všechny planety, kamenné i plynné).

Podle Newton „s Shell věta , uvnitř sféry jednotné hustoty je gravitace úměrná vaší vzdálenosti k centrum . Gravitace je nejvyšší, když jste na povrchu a máte celou hmotu planety pod sebou. Když jste ve středu planety, gravitace je 0, protože tah z různých směrů se navzájem ruší.

Jupiter není jednotný, takže rovnice se stává komplikovanější.

Získáte F = gM / r ² , kde g je gravitační konstanta. M je hmotnost koule s poloměrem r, to závisí na průměrné hustotě koule.

Pro Zemi vypadá gravitační profil takto:

Pro Jupiter získáte profil, který je výraznější, protože rozdíl v hustotě mezi vnějšími vrstvami a jádro je extrémnější.

Komentáře

• Tento výkres určitě nemůže ' změnit měřítko „Vypadá to, že rozdíl od středu Země k hranici mezi vnějším a vnitřním jádrem (asi 1 200 km) je ve stejném řádu jako rozdíl mezi úrovní země a typickou oběžnou dráhou raketoplánu ve vzdálenosti 400 km.
• Kresbu jsem nahradil přesnější grafikou.

Tento článek je přiložen k video: Co když se dostanete do Jupiteru popisuje, co by se stalo, kdybychom se do Jupiteru ponořili / padli.

Zajímavý zdroj videa pochází z What If show vytvořeného Hashem Al-Ghaili na Facebooku. Není to tak technické, abych to pochopil, ale velmi informativní. Doufám, že se vám to líbí, Hashem je moje oblíbená vědecká stránka (také veřejná osobnost) na FB spolu s mnoha dalšími podpůrnými vědeckými kanály.