12.重量的缺失
曾经有一次,一个喜欢开玩笑的人跟大家说,他有一种方法,可以不做任何手脚只靠货物的分量把大家的钱全都赚走。他的方法就是,从位于赤道的国家采购货物,然后卖给南北极附近的人们。
众所周知,如果我们将同一个物体分别放在赤道附近和两极附近进行称重,你会发现,它在赤道附近时比在两极附近时轻一些,同样都是1kg的砝码,在两地的重量差异达到了5g。不过当我们进行这样的交易时,切忌使用杆秤,我们只能使用弹簧秤,而且这个弹簧秤的刻度是在赤道附近刻出来的,要不然那个人的方法就不奏效了,因为秤砣会随着货物重量的增加而增加。举个例子,如果我们从秘鲁的境内采购黄金,然后拿到意大利去卖,我们就能用这样的弹簧枰实施我们的小把戏,但是,两地之间的运费不能算在内。
我觉得通过这种小把戏经商是不可能赚钱的,但是,这个喜欢开玩笑的人说得并没有错,赤道附近的重力确实比较小,离赤道渐远,重力会随之增强。我们都知道地球是旋转的,拥有最大圆周的旋转物体存在于赤道附近,而且在赤道上,地球具有最大的凸出角度。
造成重力微弱的原因主要在于地球的自转,在自转的情况下,同样重量的物体在赤道附近时比在两极附近时轻。
如果我们把一个轻如羽毛的物体从一个纬度放到另一个纬度上进行称重,那么它几乎不会出现重量变化。倘若我们将这个物体换成一艘位于莫斯科的重量为60t的轮船,那么这两地之间的重量差异就很明显了,从莫斯科开到阿尔汉格尔斯克,轮船会增加60kg的重量,如果开到敖德萨,那么轮船会减轻60kg的重量。在斯匹次卑尔根群岛,每年有300000t煤被运往南方诸港,如果我们将这些港口换成赤道附近的港口,那么我们用弹簧秤称重那些从斯匹次卑尔根运送来的煤,你会得到一个惊人的发现,300000t煤减轻了1200t的重量。一艘重量为20000t的名为阿尔汉格尔斯克的军舰,通过赤道附近的海域时,会减轻80t。但是我们一般是无法察觉到这种重量的差异的,毕竟减轻重量的不只有它而已,其他一切物体也纷纷减轻了重量,就连海洋中的水的重量也减轻了。
设想一下,如果地球的自转速度突然加快(比如,一天的时长从24小时缩短到4小时),那么物体在赤道上和两极上会出现更悬殊的重量差异。如果一天的时长是4小时的话,那么在两极附近称重为1kg的砝码,在赤道重新称重,重量会减轻到875g。类似这样的情况是真实存在的,我们可以从土星上找到物体出现重量差异的现象:将同一重量的物体分别在土星的两极附近和赤道附近进行称重,你会发现它的重量要比赤道上的重。
众所周知,速度和向心加速度之间的平方是成正比的,所以经过计算我们能够得出,要想让赤道上的向心加速度比之前增加290倍,也就是说增加到和地球的重力加速度保持一致,地球需要达到比现在快17倍的自转速度才行(17×17≈290)。一般的物体在这样的情况下会丧失对支撑物的压力,换句话说就是,赤道上的物体的重量会彻底消失。如果我们将地球换成土星,那么想要产生相同的情况,只要将自转速度提高1.5倍就可以了。