傳聞特斯拉曾經想找到地球的共振頻率,這個頻率能計算出來嗎?如果發生後果有多嚴重?

星辰大海路上的種花家


題主想問的是地球有沒有自然頻率以及這個頻率是多少,然後藉助這一頻率敲碎地球吧。答案是肯定的,而且不管是特斯拉也好,還是拉斯特也罷,地球的這個自然頻率都是客觀存在的,因為宇宙萬物都在以某個頻率震動,而地球僅僅是宇宙星空中最普通的一顆星球而已。

不過,特斯拉曾經確實做過一些瘋狂的實驗,甚至放出狂言“我能夠劈開地球,只是我不會那麼去做”,他想的就是基於地球的共振頻率,然後不斷的施加一種力,隨著能量越積越多最後達到峰值時將地球擊碎。

實際上,地球的這個共振頻率已經被計算出,為7.83赫茲,它是德國科學家溫弗裡德奧托·舒曼於1952年在一次研究過程中發現的,後來以其名字命名為“舒曼共振”。而美國工程師尼古拉.特斯拉早在1889年也曾發現了地球的共振頻率接近8赫茲,只不過科學家舒曼比他計算的要更為準確。

舒曼共振是一個非常神奇的頻率,它與哺乳動物腦袋裡的海馬體的頻率相同,有“地球的腦波”之稱,從這一點來看,從某種層面來說也證實了“天人合一”不無道理,在人類探索太空過程中為航天員提供較為穩定的舒曼波提供了理論支持。

但是,地球的結構非常複雜,且是太陽系中密度相當較大的行星,它可沒有那麼“弱不禁擊”,並不是說計算出了地球的共振頻率就可以隨便擊碎地球。

首先,往簡單層級構成來說地球是由地殼、地幔、地核組成,往復雜的物質構成來說地球的各層級的物質構成也不盡相同,即使是6千萬年前小行星撞擊地球,甚至是地球每年多達500萬次的地震都沒有使地球破碎一分為幾。

其次,既然是共振頻率,那麼就一定存在能量的損耗,由於地球體積相當大約為1.08623E+12立方千米,且每種物質共振頻率不同,因此想靠簡單的共振擊碎地球也是茶餘飯後說說笑笑而已,或者僅僅出現在那些所謂的大。

共振是一種物理現象,由於共振而使物體破碎或垮塌的例子倒是很多,如19世紀處拿破崙的士兵列隊以整齊的步伐通過一座法國一座橋樑中間時,突然被“踩踏”,導致許多人落水淹死,而我們平時在橋上行走的時候,也經常會感覺橋在“晃動”。

生活中,有需要利用共振的,也有避免共振危害的,這些都是人類在對自然規律的探索和發現中總結而來,以求達到趨利避害的效果。


地理那些事


地球的共振頻率理論上計算並沒有任何難度,但是由於我們對地球結構的認識並沒有那麼深入,無法給出精確的地球結構模型,所以這個理論值很難精確。另外,依靠試驗的方法測出地球的固有頻率也不是不可以,但是沒有與地球相當的力去激勵。下面我們簡單分析下。


1、結構的共振

結構的共振指的是結構固有頻率與激勵頻率一致時,結構振幅會越來越大,直至結構破壞。所以,絕大多數情況下,共振是盡力要避免的情況。共振的情況下,雖然外力並不大,但是依然可以造成毀滅性的災難。比如1940年冬,美國的塔科馬橋就被遠低於設計風速的風給吹共振了,如下圖。

共振在我們生活中還是比較常見的,比如音叉,比如正步通過橋樑,等等。

2、固有頻率的影響因素

當外界激勵的頻率與結構的固有頻率一致時,就會發生災難。所以,結構固有頻率的確定非常重要。實際上,固有頻率僅僅與結構的尺寸和約束有關。通常來講,尺寸越大,約束越多,其振動起來越困難,即固有頻率越高。結構的固有頻率與外載沒有任何關係。

3、固有品率的計算

理論上,任一結構,都可以計算出其固有頻率。特別是形狀簡單的比如細長杆,根據公司可以計算出其固有頻率。但是對於複雜形狀,就得依靠有限元軟件計算了。

此外,通過試驗也可以確定結構的固有頻率。通過小錘敲擊結構,記錄下結構的加速度響應,通過信號處理,計算出結構的固有頻率,如下圖。

4、地球固有頻率的計算

地球懸浮於太陽系中,除了引力外,沒有其他任何約束,因此我們計算其自由模態。

4.1 仿真法:

建立地球的有限元模型,但是地球模型實在太複雜,我以均勻分佈的球形代替,地球半徑6371km,質量5.965e24kg,計算結果如下。

前六階自由模態,頻率為零。第七階以後,頻率都比較小在1.5e-4Hz附近,這種接近於0的頻率實際上沒有多大意義。由於網格問題,後面的高階模態,網格明顯出現了畸形。我用圓球算過,半徑20m,第七階頻率是40Hz。而當半徑變為200m後,第七階頻率變為3.4Hz。由此可見,尺寸越大,固有頻率越小。

假設以太陽系作為參考系,地球其實是約束在某一軌道平面內的,並不是真正的自由模態。有興趣的同學自己可以算下。


4.2 實驗法:

根據測量固有頻率的方法,需要有一個激勵,且在另一位置測量該激勵造成的加速度響應。對於小結構,自然沒問題。但是對於地球而言,沒有這麼大的力來提供激勵。地震波是個好方法,但是不可控,激振力也沒辦法確定。


5、舒曼波與地球固有頻率無關

舒曼波其實講的是空腔諧振器,地球地表與大氣高處的電離層形成一空腔,該空腔的固有頻率在8Hz左右。也就是說,地震波或者電磁波,如果其頻率在8Hz左右,那麼這個波不容易衰減,甚至會越傳播越厲害,這就是舒曼波。

由此可見,舒曼波與地球結構的固有頻率沒有任何關係。想要讓地球發生共振,僅8Hz的激勵是不可能的。

6、總結

巨大的地球結構讓通過試驗確定其固有頻率的可能性幾乎為零,地球內部複雜的結構也不清晰降低了仿真計算的固有頻率值的精度,本文的仿真結果僅供參考。


力學Nerd王小胖


理論上,物理結構都是有一個固有頻率或者叫共振頻率。由於不同的物理結構是由不同的原子組成,它們的固有頻率也不盡相同。

如果強迫振動的頻率與物理結構的固有頻率相同,此時振動阻尼最小,能量傳輸最容易,將會導致物理結構發生巨大的振動,這就是共振的現象。有關共振現象比較有代表性的例子是19世紀的拿破崙士兵踏著整齊的部分過橋時,由於走路產生的振動頻率剛好符合大橋的共振頻率,最終導致橋樑坍塌。

同理,地球也會有固有頻率,而且不止一個。龐大的地球結構不是剛體,其自由度數量無限多,所以地球的共振頻率也是無限多。不過,最讓人關注的是那些低頻共振頻率。那麼,是否有辦法測出地球的固有頻率呢?

由於地球的結構非常龐大,而且人們還缺乏對地球內部的瞭解,所以要測出或者模擬出地球的固有頻率是不現實的。而且即便知道地球的固有頻率,想要讓地球發生持續共振也是非常困難,更不用說震碎地球。共振只是用更少的能量發生更大的振動,但要讓共振發生並且維持下去,需要源源不斷的能量輸入。對於地球這樣的龐大結構,所需的能量非常高,人類無法做到。

另外,至於地球的8赫茲頻率並非是地球的固有頻率,尼古拉·特斯拉也沒有做過讓地球發生共振的實驗。8赫茲頻率是指位於地球表面和電離層之間的全球性電磁共振頻率,這是由閃電激發形成,它被稱為舒曼共振。

特斯拉當年確實研究過舒曼共振,他想讓地球作為導體,讓交流電脈衝在地球諧振腔中發生電磁共振,以實現遠距離的無線輸電技術。不過,由於一系列的原因,他的實驗並沒有成功。


火星一號


地球的振動頻率是可以計算的,和地球半徑以及地震波的速度有關,其中的原理慢慢解釋。但是,目前的科技還不能讓地球共振。


振動一般有兩種,第一種是固定一端,物體左右或者上下襬動,音叉就是這種。第二種沒有固定端,物體依靠自身的彈性,不斷收縮、膨脹、收縮。地球沒法固定,它的振動頻率是第二種。

當擾動從地表傳遞到地下,動能轉化為彈性勢能。隨後彈性勢能轉化為動能,擾動從地下傳遞到地表,就完成了一次“振動”。如果是對稱振動,擾動反射點在地心,振動週期等於地球直徑除以地震波速度。

但是知道了地球共振頻率也不能讓地球共振。

第一,我們本來就在地表上,無法給地表施加有效的作用力。我們用腳跺地面,雖然跺腳時對地面的作用力大,但在跺腳過程中作用力會減少,平均作用力是自身的重力。這就像在光滑的冰面上有一輛車,車裡的人不能用錘子敲打車,讓車前進。車只會在原點附近前後運動,因為人對車的平均作用力是0。


第二,普通的擾動會被土壤吸收,地震的能量遠超核武器,也只能傳遞有限的距離。讓地球產生共振,必須保證施加的能量大於一個振動週期中地球吸收的能量。目前的科技,這是不可能的。


飛魚科普


非常感謝小夥伴“星辰大海路上的種花家”的信任和邀請。這次你的腦洞比較大,提出這麼霸道的問題,今晚老郭要是睡不著了就給你託夢去。

地球上從來不缺狠人,阿基米德曾豪情萬丈地宣稱:給我一個支點,我能撬動地球。而更狠的是特斯拉,他說:用一件共振器,我就能把地球一裂為二!最可怕的是,他還真這麼去幹了。有一天這傢伙跑到華爾街一棟尚未竣工的鋼骨結構樓房,拿出來一個隨身帶著的小物品,把它夾在其中一根鋼樑上,然後按動上面的一個小鈕。數分鐘後,可以感覺到這根鋼樑在顫抖。慢慢地,顫抖的強度開始增加,延伸到整座樓房。最後,整個鋼骨結構開始吱吱嘎嘎地發出響聲,並且搖擺晃動起來。

眼見事情越鬧越大,他覺得這個惡作劇該收場了,於是,把那件小物品收了回來,然後從一個地下通道悄悄地溜開了。然而這事並沒有就這麼結束,他後來又在自己家的地裡插了一根大鐵棒,然後用一個鐵錘不時地敲一下,你沒看錯,他是要利用共振敲碎地球。還好他最後沒這麼幹,如果他真這麼幹下去,讓地球裂為兩半也不是沒可能。因為他發現了,地球的共振頻率為8赫茲左右。

特斯拉的這個發現,後來在1952年被德國科學家舒曼在研究地球及其電離層的系統時再次發現,這次發現的共振頻率,稱之為舒曼共振(Schumann Resonance),舒曼波的波長相當於地球圓周,換算成頻率約合八至十赫茲。其間的諧振情形,就是舒曼共振,它的頻率是7.83赫茲,跟特斯拉測算的地球共振頻率非常接近。

其實我們國內也有這樣一群人對地球共振頻率有著相當的研究,他們就是哈爾濱工業大學(威海)的一群老師們,只不過他們沒有去想敲碎地球,而是利用地球的共振頻率觀測數據進行地震的預報取得了一定的成果。

特斯拉當年是怎麼測出來這個共振點的呢?有人根據特斯拉日記複製了一套非常複雜的裝置(包含了,分佈式元模型,Q因子,空腔諧振器,無線電頻率反饋和再生電路),反正以老郭的水平是完全看不懂的。據說當年特斯拉利用這套東西證明了大地是導電體並製造出人造閃電,並以這個為基礎計算得出地球的共振頻率接近8赫茲。

那麼現代人是用什麼方法來測量地球的共振頻率呢?

這主要是利用測量舒曼共振波來測量的。對於理想波導,零級舒曼共振波是一個隨高度不變的量即電離層電位。這個道理就跟音叉的原理差不多,兩個共振頻率一樣的音叉,A振動起來,如果A發出的音波衰減不大的傳播到B,那麼B就能跟著振動起來。我們的地球就像一個大音叉B,舒曼波就像空氣中振動的音叉A。如果真有人利用舒曼波不停的這麼幹下去,後果你懂的,敲碎地球並不是天方夜譚,這可比原子彈更可怕。


郭哥論道


在球休積上得到共振效應是不可能的,只有在跨距中空的條件時能有物理性的共振頻率效應發生。想從地球找到共振頻率,在球壯體積的物理性質根本是不可能的事情。因在球壯體上找不到可以等振頻率的效應。(定位施力)

除定位施力振頻外,只有聲波的一種,次聲波可摧毀建築物和傷害動物,超聲波是小面積、單向作用大,但超聲波在聚焦能向不斷增強,激光式通道上發射,能量是可以殺傷和擊毀一切運行工具的,特別在深海作用性更大的。


陳昌海12


這個頻率算不出來,通俗來說這個頻率就是天人合一,算了不說了說多了也沒意思


踏空仙帝


共振頻率受"蝴蝶效應"的影響,差之毫釐紐之千里,基本上無法計算,只能用實驗精確測定啊!


海闊天豐3


其實特斯拉已經掌握了


日出東方141371060


知不知道為什麼我對存在的東西不感興趣?因為人類的科技文明達到過頂峰並且在繼續,現在的你們期許能什麼不一樣。別去找什麼平行宇宙你們不在一條線上。如果可能回到過去我會拿那套方案去實行管理


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