¿Cuál es la presión en el centro de la Tierra? (O una estrella de neutrones)

El centro de la Tierra tiene microgravedad y se cree que es sólido y tiene una temperatura de casi 6000 grados. ¿Cómo es la presión allí? Lo confuso, para el hombre común, supongo, es que no hay gravedad allí, pero sí mucha materia a su alrededor que gravita hacia el centro. ¿Cómo se suma eso? ¿El centro es solo una nube de gas o está muy comprimido?

Y podría agregar la pregunta aparte sobre cómo es el centro de microgravedad de una estrella de neutrones o un agujero negro, pero no espero que nadie sepa sobre eso.

Respuestas (1)

La presión en cualquier punto es el peso total de todo lo que se encuentra sobre un área de un metro cuadrado. Entonces, por ejemplo, la presión atmosférica en la superficie de la Tierra, 101325 Pa, significa que el peso total de la atmósfera sobre un metro cuadrado en la superficie es 101325 N.

Entonces, cuando pregunta por la presión en el centro de la Tierra, la forma de calcularla es calcular el peso total de todo el hierro y la roca por encima de un metro cuadrado. El problema es que el peso es igual a la masa multiplicada por la aceleración de la gravedad, y como dices en la pregunta la aceleración de la gravedad cambia a medida que bajamos de la superficie al centro.

Hacer el cálculo requiere un conocimiento del cambio de densidad con la profundidad, y en realidad hacer el cálculo es algo complicado, así que voy a acobardarme y mostrarles los resultados. La curva de profundidad de presión se ve así:

Curva de presión-profundidad

( imagen de este sitio web )

Entonces, la respuesta a tu pregunta es que la presión en el centro de la Tierra es de aproximadamente 365 GPa. En comparación, esto es alrededor de 3,6 millones de atmósferas.

El centro está muy comprimido. La gravedad puede ser cero en el centro, pero todavía tiene toda la materia encima presionando hacia abajo. El núcleo es de hierro-níquel sólido con una densidad de unos 13000 kg por metro cúbico. A modo de comparación, la densidad en la superficie del hierro es de unos 8000 kg/m 3 y el níquel es 9000 kg/m 3 , para que pueda ver qué tan comprimido está el núcleo.

¿La microgravedad cerca del centro juega algún papel significativo en la presión allí?
No, la presión está dominada por la materia alejada del centro donde la gravedad no es cero.
¿Cómo presiona la materia hacia abajo en un punto donde no hay abajo?
Abajo es hacia ese punto para todas partes excepto ese punto. Si considera la región de microgravedad alrededor del núcleo, la presión será casi igual en todos los lados, comprimiendo todo. Esto no es nada nuevo: la presión en un fluido como el aire o el agua también es más o menos la misma en todas las direcciones, pero por una razón algo diferente. (El peso hacia abajo hace que todo quiera expandirse hacia los lados para permitir que las cosas de arriba bajen).
* hacia los lados o hacia arriba
Esto podría ayudar: imagine que el núcleo de la Tierra de alguna manera mágica fue teletransportado y reemplazado por aire. La región reemplazada por aire tendría alguna forma y contendría el centro de masa de la Tierra. En cualquier lugar a lo largo de las paredes de la región, aunque la gravedad local sería insignificante, si fueras lo suficientemente lejos en esa dirección encontrarías montones y montones de masa atraída hacia ti por la gravedad. Por lo tanto, la pared cerca de ti será empujada hacia adentro por este peso. Dado que esto es cierto para todas las paredes, la cavidad colapsará hasta que la presión del aire coincida con la presión del peso.
Creo que si hicieras esto con una región a una milla de distancia del núcleo exacto de la Tierra, sucedería casi exactamente lo mismo. Incluso la pared que apunta hacia el núcleo ejercería presión hacia arriba en la cavidad porque el peso de esa milla de metal que cae hacia el núcleo desde su lado en microgravedad no es nada comparado con la altura total de la Tierra al otro lado del núcleo. presionando hacia abajo con gravedad real.
Me acabo de dar cuenta de que puse "tú" dentro de la cavidad de aire en ese último comentario. Lo lamento:)
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