Что случится, если упасть в туннель, проходящий Землю насквозь через её центр? Этим вопросом люди начали интересоваться, наверное, с момента, когда поняли, что планета круглая.

Нора сначала шла прямо, ровная, как туннель, а потом вдруг круто обрывалась вниз. Не успела Алиса и глазом моргнуть, как она начала падать, словно в глубокий колодец. <…>
— А не пролечу ли я всю землю насквозь? Вот будет смешно! Вылезаю — а люди вниз головой!
Л. Кэрролл. Алиса в Стране чудес

Схема подземного «самокатного» железнодорожного туннеля. Рисунок Алексея Понятова.

Что случится, если упасть в туннель, проходящий Землю насквозь через её центр? Этим вопросом люди начали интересоваться, наверное, с момента, когда поняли, что планета круглая. Во всяком случае, его задавал ещё древнегреческий философ Плутарх и обсуждали великие мыслители Фрэнсис Бэкон и Вольтер. Приблизительно правильный ответ дал Галилео Галилей: тело будет падать с возрастающей скоростью, но с убывающим ускорением, пока не достигнет центра Земли, где ускорение равно нулю. После этого скорость его станет уменьшаться, а замедление — увеличиваться до тех пор, пока оно не достигнет противоположного конца туннеля. И всё повторится заново. Тело будет вечно колебаться в туннеле. Этот ответ справедлив, если пренебречь сопротивлением воздуха и силой Кориолиса, а также считать Землю однородным шаром.

Разумеется, реальное путешествие через центр Земли невозможно, но что если прорыть наклонный туннель? Первым описал идею движения поездов по такому туннелю между двумя городами английский математик Чарльз Доджсон, известный нам под псевдонимом Льюис Кэрролл, в романе «Сильвия и Бруно. Окончание истории» (1893). Средняя точка туннеля находится ближе к центру Земли, чем его концы. Поэтому поезд, двигаясь к ней, сначала наберёт скорость, а затем поднимется к другому концу. А в 1902 году в Санкт-Петербурге вышел фантастический рассказ популяризатора науки и будущего историка воздухоплавания Александра Алексеевича Родных «Самокатная подземная железная дорога между С.-Петербургом и Москвою: Фантастический роман пока в 3 главах, да и тех неоконченных». В нём были красочно описаны как строительство туннеля, так и поездка в нём.

Однако это всё художественные произведения, но реализуема ли идея в действительности? Ведь главное её достоинство в том, что поездам не нужно топливо, их будет «толкать» и тормозить бесплатная сила гравитации Земли. Теоретически — да. Правда, из-за трения, приводящего к потере энергии, совсем «самокатной» её сделать не удастся. Приобретаемой на первой половине пути кинетической энергии не хватит для подъёма к конечной станции. Некоторую роль может сыграть и неоднородность земной коры. Придётся двигателями компенсировать недостачу. Да и без мощных тормозов не обойтись: мало ли что может случиться. Но главной причиной практической нереализуемости проекта станет сложность и дороговизна строительства очень длинного туннеля. Для упомянутой трассы Санкт-Петербург — Москва его длина составит около 630 км, а максимальная глубина залегания достигнет почти 8 км...

№3, 2024