Wenn Sie ein Loch in die Erde schlagen und hineinspringen, werden Sie weder durch die Erde hindurchgehen, noch werden Sie im Mittelpunkt der Erde anhalten.

Die Erde ist ein nahezu kugelförmiger Himmelskörper. Der Grund, warum wir auf dieser großen Kugel laufen können, als wäre sie ebener Boden, liegt einzig und allein an der Schwerkraft der Erde.

Für Himmelskörper im Universum gibt es keine Unterscheidung zwischen Oben und Unten. Egal, wo wir uns auf der Erde befinden, die Richtung des Erdmittelpunkts ist nach unten und die Richtung des Universums ist nach oben. Obwohl sich Menschen an zwei relativen Punkten der Erde gegenseitig widerspiegeln, empfinden alle das Gleiche. Da die Richtung des Erdmittelpunkts nach unten zeigt, was passiert, wenn wir ein Loch in die Erde bohren und dann in das Loch springen?

Wenn es sich um ein gewöhnliches Loch handeln würde, würde ein Sprung hinein unweigerlich dazu führen, dass man aus dem anderen Ausgang des Lochs fällt, aber auf der Erde ist es anders. Die Schwerkraft der Erde ist auf den Erdmittelpunkt gerichtet, daher ist es für jemanden, der hineinspringt, offensichtlich unmöglich, auf die andere Seite der Erde zu gelangen. Wird es also aufgrund der Erdanziehungskraft im Erdmittelpunkt bleiben? Das wird es auch nicht. Um die richtige Antwort auf diese hirnöffnende Frage zu finden, müssen wir mit einer einfachen harmonischen Bewegung beginnen.

Vielen Menschen ist der Begriff „einfache harmonische Bewegung“ vielleicht nicht geläufig, wir sollten jedoch bedenken, dass die einfache harmonische Bewegung die grundlegendste Bewegung ist und jede periodische Bewegung letztendlich in mehrere einfache harmonische Bewegungen zerlegt werden kann.

Was genau ist also eine einfache harmonische Bewegung? Die Federbewegung ist der beste Vertreter einer einfachen harmonischen Bewegung. Wenn eine Feder an einer Stelle platziert wird, befindet sie sich in einer Gleichgewichtsposition, d. h. die Länge der statischen Feder ist die Gleichgewichtslänge der Feder. Wenn wir eine Feder dehnen, zieht die elastische Kraft der Feder die Feder zurück. Sobald wir loslassen, beginnt sich die Feder unter der Wirkung der elastischen Kraft zusammenzuziehen, sie schrumpft jedoch nicht auf die Gleichgewichtslänge und bleibt stehen. Da das Zurückziehen der Feder selbst eine beschleunigte Bewegung ist, überschreitet die Amplitude des Zurückziehens die Gleichgewichtslänge und die Feder wird zusammengedrückt. Nachdem die Feder zusammengedrückt wurde, nimmt die Geschwindigkeit allmählich ab, bis sie stoppt. Anschließend federt sie unter der Einwirkung der elastischen Kraft zurück und überschreitet beim Rückprall erneut die Gleichgewichtslänge. Auf diese Weise wird die Feder um den Gleichgewichtspunkt herum zusammengedrückt und hin und her gedehnt und zeigt eine periodische Bewegung.

Die Feder wird um den Gleichgewichtspunkt herum zusammengedrückt und vor und zurück gedehnt, bleibt aber aufgrund des Widerstands schließlich stehen. Wenn im Idealzustand kein Widerstand vorhanden ist, wird die periodische Bewegung der Feder nie aufhören. Dies ist eine einfache harmonische Bewegung.

Warum ist die einfache harmonische Bewegung die grundlegendste Bewegung? Da alle periodischen Bewegungen eigentlich aus einfachen harmonischen Bewegungen bestehen, ist die Kreisbewegung ein typisches und leicht verständliches Beispiel. Angenommen, es gibt ein Objekt, das sich im Uhrzeigersinn kreisförmig um den Mittelpunkt eines Kreises bewegt. Es beginnt in der Neun-Uhr-Position, bewegt sich zur Drei-Uhr-Position und dann zurück zur Neun-Uhr-Position. Dies ist eine horizontale einfache harmonische Bewegung und der Gleichgewichtspunkt ist der Mittelpunkt des Kreises. Gleichzeitig führt das Objekt eine einfache harmonische Längsbewegung aus, wenn es sich von der 12-Uhr-Position zur 6-Uhr-Position und dann von der 6-Uhr-Position zurück zur 12-Uhr-Position bewegt. Der Gleichgewichtspunkt ist gleichzeitig der Mittelpunkt des Kreises, sodass die Kreisbewegung in zwei zueinander senkrechte einfache harmonische Bewegungen zerlegt werden kann. Nicht nur Kreisbewegungen, sondern jede periodische Bewegung kann auf unterschiedliche Weise in eine unterschiedliche Anzahl einfacher harmonischer Bewegungen zerlegt werden.

Nachdem wir nun die einfache harmonische Bewegung verstehen, können wir zurückgehen und über das Problem der Gehirnöffnung nachdenken, das durch die Erde geht.

Der innere Aufbau der Erde ist relativ komplex. In Wirklichkeit wird ein Mensch, der durch die Erde reisen möchte, mit Sicherheit von der geschmolzenen Materie im Erdinneren zu Asche verbrannt. Da es sich hierbei jedoch um eine Frage handelt, die zum Nachdenken anregt, lassen wir das alles ignorieren. Wir gehen davon aus, dass die Erde eine Kugel mit gleicher Dichte innen und außen ist und dass sich im Inneren keine Lava befindet. Der Vorgang der Erddurchquerung wird durch sonstige Widerstände nicht beeinträchtigt.

Wenn wir eine solche ideale Erde durchbohren und ein Mensch hineinspringt, wird er von der Schwerkraft der Erde beeinflusst. Unter der Einwirkung der Schwerkraft fällt die Person schneller. Wenn die Person den Erdmittelpunkt erreicht, bleibt sie nicht im Erdmittelpunkt, obwohl die Gravitationskraft vom Erdmittelpunkt verschwunden ist, da sich die Person immer in beschleunigter Bewegung befindet. Er wird durch den Erdmittelpunkt fliegen und anfangen, langsamer zu werden. Während sich die Person weiter zum anderen Ende der Erde bewegt, wird die Geschwindigkeit immer langsamer. Beim Erreichen des anderen Endes der Erde wird die Geschwindigkeit Null.

Wenn eine Person die andere Seite der Erde erreicht, beginnt sie, da die Geschwindigkeit Null beträgt und sie von der Schwerkraft in die entgegengesetzte Richtung beeinflusst wird, sich in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen, durchquert erneut den Erdmittelpunkt, kehrt zum ursprünglichen Ende zurück und wiederholt dann diesen Vorgang.

Offensichtlich handelt es sich bei diesem hirnöffnenden Problem der Reise um die Erde um eine einfache harmonische Bewegung. Wir können also schlussfolgern, dass Sie, wenn Sie die Erde durchbrechen und hineinspringen, weder durch die Erde hindurchgehen noch im Mittelpunkt der Erde anhalten. Sie führen periodische, einfache, harmonische Bewegungen aus, wobei der Erdmittelpunkt der Gleichgewichtspunkt ist. Wenn Sie andere Widerstände ignorieren, wird diese Bewegung niemals aufhören. Interessanterweise kann die Periode der einfachen harmonischen Bewegung, der grundlegendsten Bewegung, berechnet werden. Bei diesem hirnöffnenden Problem der Erdüberquerung hat die Periode nichts mit der Masse der Person zu tun, sondern nur mit der Dichte der Erde und der Gravitationskonstante. Daher ist die Zeit, die eine Person oder ein Gegenstand beliebiger Masse benötigt, um die Erde zu durchqueren, immer gleich. Berechnungen haben ergeben, dass die verkürzte Bewegungsperiode mit dem Erdmittelpunkt als Gleichgewichtspunkt etwa 84 Minuten beträgt und die Bewegung von einem Ende der Erde zum anderen eine halbe Periode, also 42 Minuten, beträgt. Dies bedeutet, dass eine Person oder ein Gegenstand mit Hilfe der natürlichen Schwerkraft nur 42 Minuten benötigt, um das andere Ende der Erde zu erreichen.