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爆炸吧知识

地球表示

微微一笑

不得不说，模友们的脑袋里总是充满了奇思妙想，比如超模君最近就收到了这么个问题：

首先，这问题真就属于一看很有趣，细想全是BUG的那种。

且不说怎么让70亿人同时聚集在一个地方，每个人的跳跃时间、跳跃高度不同，同时起跳同时落地更是不可能。

不过，人类思考问题，一向有个伟大的法宝用来屏蔽这些场外因素，那就是“假设”！

咱们接下来就用上这个法宝，假设以上复杂的因素都不存在，70亿人同时起跳落地，会不会引发地球一场前所未有的大灾难呢？

地球会因此脱离轨道吗？

首先有人会担心，70亿人同时落地产生的巨大能量，会因此把地球“蹬”出运行轨道。

而一旦脱离运行轨道，很可能会是地球的末日。

纪录片《世界毁灭的十种方式：地球脱离轨道》

有人认为地球会因此毁灭，也有人认为地球可以因此得救。

2005年，德国艺术家希曼成立了“跳地球”站点，并发起“跳地球日” (World Jump Day)。

顾名思义，也就是在每年的跳地球日，他都将号召西半球的六亿人一起跳跃，以此改变地球在宇宙中的位置，离太阳远一点。

最终，达到"停止全球暖化、延长白天时数，创造更适合人居的气候。”

牛顿听了这话表示：这次我要自己把棺材板掀了！

“把地球蹬出轨道”和“6亿人一起跳跃拯救地球”的说法，毫无疑问是不科学的。

这里超模君要给大家科普物理学的一个基本定律——动量守恒定律。

如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量就保持不变。

结合人类的跳跃来解释，也就是人类跳起来的时候，给了地球一个向下的推力，这时候人类和地球分开了。

但人类着地时，等于人类又把地球拉了回来。这是因为万有引力作用于人类和地球双方，相互吸引。

因此，根据动量守恒定律：当人类跳跃时，地球轨道会因此稍微偏离，但又会立刻回到原点，毫无变化。

更扎心的，还在后面。

美国路易斯安那大学的一名物理学教授曾经做过计算，得出了70亿人起跳造成地球偏移的距离，计算结果称得上对人类的“羞辱”。

首先，他假设以下条件成立：

接着，经过一系列复杂的运算后，他最终得出地球的移动距离，为千亿分之二毫米。（详细的计算过程：https://www.wired.com/2010/08/what-if-everyone-jumped/）

什么概念呢？相当于一个氢原子直径的千分之一。

这程度，别说地球毁灭了，就跟咱们掉了头发丝一样毫无感觉。

而此时其他网友也开启了脑洞，假如反过来计算，想要地球移动1厘米，人类应该怎么做呢？

Youtube日本区的一名物理科普博主曾为此专门做了一期视频，目前观看量已经达到了600多万。

这位博主的思路是：人数不够，体重来凑。假设地球上的每一个人都有相扑运动员的身材，应该就有希望了吧。

据测算，一个优秀相扑运动员的平均体重可以达到162公斤，再假设每人都能跳起30厘米的距离，结果又如何呢？

经过计算，地球移动的距离的确提升了数倍，但仍是千亿分之五毫米....

因此，能让地球移动1cm的人均体重，无疑大大超出人类的想象。

而他最终的计算结果也证明了这一点：

每个人的体重得达到26万亿公斤，再同时跳跃30cm，地球才会微微地移动1cm，然后恢复原状。

这活儿，交给动不动就毁灭“地球”的超级赛亚人们，估计都不敢接。

会因此造成大地震吗？

还有另外一种比较常见的猜想是：70亿人同时起跳着地，这能量怎么也得引起一场大地震吧?

而一场地震能够引发怎样的灾难，咱们都见识过了。

以2011年的311日本大地震为例，这次矩震级达到9级的地震，震后引起了一系列灾害：比如核岛的核泄露、太平洋沿岸的海啸....

311日本大地震 图片来源：Amizhe

那么，70亿人同时起跳着地，会不会引起一场311日本大地震级别的灾难呢？

其实，人类早已做过相似的实验，我们完全可以借此联想一下。

2015年，某英国科普频道曾前往一个大型音乐节现场，由主持人带领现场50000名观众一同起跳。

与此同时，1.5公里外有当地的地震学家进行地面振动的监测。

演出间隙，观众热情已到沸点，事不宜迟，实验马上开始！

"Ladies and 乡亲们！你们好吗！”帅气的主持人小哥一上场先与观众来一波热情互动。

“今天，我想和你们制造一场地震...此刻我需要你们做的，就是一起跳起来！”

“接下来，我们倒数3秒，3...2...1....起跳！”

最终，场外监测到的数据是：这次50000人的起跳引起了相当于里氏0.6级的地面震动，相当于无感。

来源：百度百科

这时有人会问：换算成70亿这样庞大的数字，那也是5万人的14万倍啊，如此造成的能量难道不足以引起一场大地震吗？

然而，地震学家无情地表示：如果想要达到311日本大地震的程度，那地球的人数还要再翻700万倍才行。

我们可以简单地运用重力势能的公式（Ep=mgh），来计算一下70亿人起跳落地所造成的能量。

假设全球70亿人的平均体重为70公斤，平均弹跳为40cm ，重力势能转化的动能为：

490000000*1000*9.8*0.4=1.9208万亿焦耳

换算一下，1吨的TNT炸药爆炸释放的能量约为41.9亿焦耳。

来源：百度百科

因此，1.9208万亿焦耳大约相当于458吨TNT爆炸释放的能量。

与之相比，投放在广岛的原子弹相当于20000吨TNT。换句话说，70亿人起跳造成的能量，也就相当于给地球挠了个痒。

而对于人类来说，这次的实验反倒会变成一场灾难。

比如，落地产生的能量会产生200分贝的噪音，而参考喷气式飞机发动时的噪声为150分贝，人类的疼痛阈值为120分贝，大部分的人将会鼓膜穿孔，导致耳聋。

当70亿人同时聚集在同一个地方，当地的手机网络将会崩溃，人们将无法用手机导航、联系亲友、搜寻信息....

同时，因为全世界的人都聚集在一起了，所以交通、食宿这些基本的生活保障都会瘫痪，而因为缺少食物，最终很可能演变成一场争夺资源的“大逃杀”。

换句话说，假如这个实验真的存在，结局大概率会是人类妄想秀一波地球，却被地球无情反杀。

电影《大逃杀》剧照

而假如这个实验存在，也说明我们一开始就没有去做这样一个简单的运算：

假设全球人口73亿，全挤在一起，按每平方米站4个人，可以得出这个“人类方阵”的面积为1825平方千米。

将这个结果输入某度，你可以得到山东省平邑县的总面积。

而地球的总面积为511186000平方千米。

最终可以得出，地球和“人类方阵”面积的比例为2800000:1！

当真是螳臂当车、以卵击石、卵与石斗、蚍蜉撼树.....也不过如此。

所以，这也再次说明了学好数学的重要性！

数学是什么？它是永恒，是真理，是一切的答案。地球之变，生物之谜，日用之繁，无处不用数学。

而数学的发展，离不开数学家们默默耕耘，无偿奉献。多亏了一代代数学家的不断完善与拓展，我们今天的世界才从中获益更多。

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作者简介：超模君，数学教育与生活自媒体博主，新晋理工科奶爸。出版过《芥子须弥 · 大科学家的小故事》；《数学之旅·闪耀人类的54个数学家》。后续数学文化创意多多，欢迎关注认识！

本文系网易新闻·网易号“各有态度”特色内容

参考资料：

Can Humans Create an Earthquake? | Secrets of Everything | Earth Lab - YouTube

【物理エンジン】もしも全人類が同時にジャンプしたら、地球はどうなる？- YouTube

https://www.zhihu.com/question/274941487/answer/379008990?utm_source=wechat_session&utm_medium=social&utm_oi=652497642148466688&utm_content=group3_Answer&utm_campaign=shareopn

爆炸当量_百度百科 (baidu.com)

里氏震级_百度百科 (baidu.com)

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