Jaki będzie efekt, jeśli staniemy na Jowiszu?

(*) Jowisz nie ma twardej powierzchni, na której można by stanąć. Nie więcej niż można by powiedzieć, że ziemska atmosfera ją ma, zanim uderzysz w Terra Firmę. To ogromna kula złożona z głównie wodoru i helu , ale także inne cięższe pierwiastki w mniejszych częściach, i jest tak masywny, że jego własna grawitacja kompresuje te gazy w ciecz, im dalej w głąb jego wnętrza. ciśnienie w cieczach, głębszy wciąż metaliczny wodór i ostatecznie siatka metalicznego wodoru, skał i innych cięższych pierwiastków, które wnikają głębiej w jego jądro. Nikt nie byłby w stanie „stać” na żadnej z tych warstw. W rzeczywistości temperatura i ciśnienie stają się tak wielkie, że „obliczono, że nawet diamenty (przypuszcza się, że mogą tworzyć się jako wytrącenia w pewnych warstwach wnętrza Jowisza z czarnych chmur sadzy, gdzie, jeśli zostanie potwierdzone, oznaczałoby to dosłownie „pada diamenty” ) w końcu się wtopią do, ponownie spekulowano, lepkiej formy ciekłego węgla, która „nie różni się zbytnio od smoły, z wyjątkiem tego, że nie jest”.

                                                                                  ^{Kawałek ciasta z warstw ciśnienia, temperatury i gęstości Jowisza.Źródło:
                                                                Laboratory for Atmospheric and Space Physics, University of Colorado at Boulder}

Więc co by się stało, gdybyś zanurkował w Jowisza? Cóż, jak długo będziesz ostatni, zależy od tego, na jakim sprzęcie jesteś, który chroni cię przed wrogim środowiskiem. Początkowo ciśnienie w górnej atmosferze stopniowo wzrastałoby do tego stopnia, że jego gwałtowne burze mogły cię zrzucić. To „warstwa chmur Jowisza”. Możesz mieć jednak „szczęście” i wpaść w nią o jego bieguny, na których gigantyczne obniżenia atmosferyczne utrzymują całość nieco niżej, nieco przedłużając nieunikniony rezultat. Wraz ze wzrostem ciśnienia rośnie konwekcja termiczna. Zacząłbyś tracić ciepło coraz szybciej i nie jest to również przyjemna śródziemnomorska temperatura wiosenna . W jednej atmosferze (ciśnienie równe średniemu poziomowi morza na Ziemi) temperatura spada do − 108 ° C. To poniżej najniższych temperatur, jakie kiedykolwiek zarejestrowano na Ziemi. powierzchni (~ − 93 ° C na Płaskowyżu Antarktyki Wschodniej ), nawet w regionach polarnych podczas zimy. Wszystkie w międzyczasie zostałbyś również zbombardowany przez promieniowanie Jowisza . A jeśli spadniesz na niego z biegunów i myślałeś, że masz szczęście na kilkaset kilometrów więcej, pomyśl jeszcze raz, ponieważ są to regiony, w których Jowisz ponownie łączy się magnetycznie z własnym polem magnetycznym Słońca, zwiększając prędkość naładowanych cząstek do tego stopnia, że możemy obserwować fantastyczne „elektrycznie niebieskie” polarne zorze polarne wielkości wielu Ziem, gdzie ten strumień protonów słonecznych jonizuje górne warstwy atmosfery Jowisza.

Masz więc trzech głównych przeciwników, z którymi musisz walczyć swoim sprzętem ochronnym, w którym się znajdujesz: promieniowanie, ciśnienie i temperatura. A jeśli zbyt szybko wejdziesz w górną atmosferę, również jonizacja kontaktowa, ładunek tryboelektryczny, ablacja powierzchniowa … nic zbyt czarującego i wszystko to samo się kończy. Nikt nie zgaduje, kiedy którekolwiek z nich byłoby zbyt duże, aby znieść, a sprzęt ulegnie awarii, ale nurkowanie nie zajmie dużo czasu przy grawitacji Jowisza (24,79 m / s²), niezależnie od początkowej szybkości opadania zbyt głęboko, by zapewnić komfort.

W końcu, dawno martwy z powodu niegościnności gazowego giganta, twoje szczątki zanurzyłyby się głębiej w ciekłej warstwie wodoru Jowisza. Najpierw zamrozić ciało stałe, a następnie rozmrozić, gdy temperatura i ciśnienie wzrosną do prawie 5000 ° C i około 2 milionów razy wyższe od ciśnienia atmosferycznego na poziomie morza na Ziemi. Prawie implodowałbyś, gdyby twoje ciało nie składało się głównie z wody, co nie łatwo kompresować. Nadal będziesz mocno się kompresować, ponieważ wszystkie niegdyś funkcjonujące ubytki ciała zapadają się. Nie jest to najlepszy czas na selfie. Twoja podróż jeszcze się nie skończyła, ponieważ Ty i Twój sprzęt, w którym się znajdujesz, wciąż jesteście gęstsi niż ta konkretna warstwa Jowisza i opadałby jeszcze głębiej w kierunku metalicznej warstwy wodoru, która zaczyna się od gęstości około 1 g / cm ³ i ciągnie się do prawie 25 g / cm ³ (przy średniej gęstości ~ 4 g / cm ³ lub nieco ponad 4-krotność gęstości twojego ciała, gdybyśmy wykluczyli kombinezon EVA, w którym musielibyście być, zwiększając ogólną gęstość. W tym momencie , „zostajesz” porażony przez potężne prądy elektryczne, które dają Jowiszowi tak ogromną magnetosferę , drugą co do wielkości strukturę w naszym Układzie Słonecznym, obok heliosfery Słońca.

Te prądy rozerwałyby twoje szczątki na nierozróżnialne małe fragmenty i wywołałyby rozkład chemiczny przez wolne atomowe rodniki wodoru losowo wymieniające e lektrony. Wyglądałoby to trochę jak zanurzanie ciała w kwasie fluorowodorowym podczas głębokiego smażenia w tym samym czasie, jeśli nie bardziej gwałtowne. Nie wiem, mogę sobie tylko wyobrazić, nigdy tego nie robiłem. Szczery! W każdym razie fragmenty tego, co kiedyś było, rozpadłyby się na składowe pierwiastki chemiczne, straciłyby wartościowość i związałyby się z otaczającymi wolnymi protonami wodoru.Cięższe związki opadłyby jeszcze głębiej, gdzie ciśnienie i prąd ostatecznie spowodowałyby utratę protonów wodoru i ponowne połączenie ze sobą lub innymi cięższymi pierwiastkami i cząsteczkami żądnymi elektronów obecnymi w tak skompresowanym i gorącym stanie, że nawet obecna nauka nie jest w stanie określić ich dokładnej natury i zachowaniu.

W każdym razie, zostałbyś rozproszony po całym wnętrzu Jowisza w różnych stanach i stałbyś się jego częścią na prawie wieczność. Dość epicka, ale proszę tego nie rób.

^{(*) Nie wszystko musi być dokładnie prawdą, ponieważ niektóre fragmenty, które opisuję, są przedmiotem wciąż trwających badań, ale było to trochę zabawne, więc zdecydowałem się na to. Poprawię, aby później dodać kilka odniesień do części, które są dostępne.}

Komentarze

• Czytając to założyłem, że metaliczny wodór będzie ciałem stałym. Ale najwyraźniej w tych warunkach może być cieczą lub ciałem stałym.
• @Hobbes Stały wodór metaliczny nie ' t wyjaśnić ogromną magnetosferę Jowisza '. Bezpośrednie dowody są nadal nieuchwytne, ale pośrednie są dość solidne (przepraszam za LOL). Jeśli interesuje Cię to bardziej, jeden dobry wykład, który obejrzałem, a który wciąż jest dość świeży, to Siegfried Glenzer ' s (SLAC) Jowisz w Butelka: ekstremalne stany materii w laboratorium (więcej informacji tutaj ).
• @tidalwave Dobra odpowiedź, jeśli chodzi o to idzie, ale jedna rzecz, myślę, że osoba osiągnęła zakładaną siłę grawitacji w środku, na którą nie odpowiedziano. Pisarz mówił o środku " z całą jego masą nad nami ". Zapominając na chwilę o niemożności bycia przygodą człowieka, grawitacja w środku wynosiłaby zero, ponieważ ilość masy we wszystkich kierunkach jest taka sama. Kwestia grawitacji w środku dużej masy (Ziemi) została rozwiązana gdzieś w naukach o Ziemi, wymiana stosów w zeszłym roku
• Zabawa i edukacja … Mam na myśli, żeby nie nurkować w Jowiszu ' atmosfera.
• To brzmi jak xkcd co by było, gdyby!

Jeśli przez chwilę zignorujemy efekty atmosferyczne, zobaczmy, jak działa grawitacja, gdy schodzisz na planetę (i dotyczy to wszystkich planet, skalistych lub gazowych).

Zgodnie z do Newtona „s twierdzenie o powłoce , wewnątrz sfery o jednorodnej gęstości, grawitacja jest proporcjonalna do twojej odległości do centrum . Grawitacja jest największa, gdy jesteś na powierzchni, a cała planeta znajduje się pod tobą. Kiedy jesteś w środku planety, grawitacja wynosi 0, ponieważ przyciąganie z różnych kierunków znosi się nawzajem.

Jowisz nie jest jednorodny, więc równanie staje się bardziej skomplikowane.

Otrzymujesz F = gM / r ² , gdzie g jest stałą grawitacji. M to masa kuli o promieniu r, zależy to od średniej gęstości kuli.

Dla Ziemi profil grawitacyjny wygląda następująco:

W przypadku Jowisza uzyskuje się bardziej wyraźny profil, ponieważ różnica gęstości między warstwami zewnętrznymi a rdzeń jest bardziej ekstremalny.

Komentarze

• Ten rysunek z pewnością ' nie będzie zgodny ze skalą Wygląda na to, że różnica między środkiem Ziemi a granicą między jądrem zewnętrznym i wewnętrznym (około 1200 km) jest tego samego rzędu wielkości, co różnica między poziomem gruntu a typową orbitą promu kosmicznego na 400 km.
• Zastąpiłem rysunek dokładniejszą grafiką.

Ten artykuł zawierał wideo: Co by się stało, gdybyś wpadł w Jowisza przedstawia, co by się stało, gdybyśmy zanurkowali / wpadli w Jowisza.

Ciekawe źródło wideo pochodzi z programu What.If , utworzonego przez Hashem Al-Ghaili na Facebooku. Nie jest to zbyt techniczne zrozumienie, ale bardzo pouczające. Mam nadzieję, że Ci się spodoba, Hashem to moja ulubiona strona naukowa (również osoba publiczna) na FB, wraz z wieloma innymi pomocniczymi kanałami naukowymi.