用我们目前的技术有可能把一个1公斤重的铁球压缩成一厘米大吗

有人曾提出一个脑洞大开的问题来让人回答：一艘船在通过太平洋最深的马里亚纳海沟时，船上的人向大海丢进一个1公斤重铁球，不考虑铁球的水平移动，铁球需要多长时间沉入11000米深海底呢？1个小时，2个小时，还是需要3个小时？

一个物体能否沉入海底还是浮在海面，取决于它的密度，密度比水大，就会下沉，反之则会浮在水面上，比如木材密度比水小，自然就浮在水面。

淡水密度为1克/立方厘米，但含有大量矿物质的海水平均密度为1.025克/立方厘米，当然水温也会影响到水的密度，但这里忽略不计，不然就无法计算了。

铁的密度是7.86克/立方厘米，比水的密度要大得多，所以铁球很容易下沉，想要知道铁球需要多久才抵达海底，我们就要计算出铁球的下沉速度，距离知道，速度也知道的话，那么就可以计算出来时间。

众所周知，水的深度越深水压就越大，水深每增加10米，水压就会相应增加一个标准大气压，到了11000米深海底，水压增加到1100个标准大气压，那么海底水的密度是不是比海面要大得多呢？会不会超过铁的密度，导致铁球最后悬停在海底中部无法到达海底？

科学家曾做过实验，确定液体和固体很难被压缩，对于液态水而言，每增加一个标准大气压，水的密度就增加100万分之47，所以就算在11000米深海底，水压增加到1100个标准大气压，水密度也只增加5%，即水的密度增加到1.07625克/立方厘米。

无论如何，水的密度不可能超过铁的密度，况且铁在受压情况下密度也会稍微增加，因此铁球肯定是可以沉到海底的，不可能悬停在海洋中，由于水的密度变化不大，为了方便计算，我们这里就忽略不计。

大家还记得嫦娥5号样品返回舱是如何返回地球的吗？在大气层中通过“打水漂”的方式来减速，然后降落，因此物体在大气层中降落受到三种力，重力，空气的浮水和摩擦力，水中物体和空气中物体一样，受到三种力，向下重力，向上海水的浮力和海水的阻力。

重力由地球引力产生，方向向下，垂直于地面，而海水的浮力和海水的阻力而是重力的反作用力，垂直于地面向上。

在物理学中，重力符号为G，计算公式为G=mg，m是物体的质量，g是比例系数，为9.8牛/千克，而铁球重量为1000克，因此G为9.8牛

海水浮力符号为F，计算公式为F=ρgV，ρ为海水的密度，V为铁球的体积，g为9.8牛/千克，一公斤重铁球直径等于3.13厘米，所以V为16.056立方厘米。把ρ=1.025克/立方厘米换算一下，ρ=0.001025克/立方米，得出F为0.161282牛。

海水阻力符号为Ff，计算公式为Ff=1/2ρv^2ACd，其中ρ为海水的密度，v表示铁球的速度，A为铁球的横切面面积，Cd为阻力系数，一般而言，一公斤重铁球直径等于3.13厘米，因此A等于7.6945平方厘米，球体Cd通常取值为0.47，而不知道只有v。

一旦球体的体积和重量确定后，G和F都是一个不变固定值，只有海水阻力Ff是一个变动的值，因为随着铁球下降速度的增加，海水阻力也跟着增加，只有铁球加速下沉到匀速运动时，我们才确定球体所受合力为零。

在物理学中，只要物体在做匀速运动，那么它受到的合力一定为零，这个时候G=F+Ff，而G和F都是已知的，因此我们可以根据合力为零的公式算出Ff中铁球速度v，计算公式为：

把G=9.8牛，F=0.161282牛，ρ=0.001025克/立方米，A=7.6945平方厘米，Cd=0.47，当然单位大小之间要统一，需换算一下，得出铁球在海水中匀速下沉速度为10.7米/秒，到达11000米深海底需要1028秒，约17分钟。

不过这个算法并未考虑一个问题，从水面加速下沉开始，速度肯定要慢些，一直到匀速下沉所用时间，而是统一用下沉速度为10.7米/秒去计算，但实际上也相差不了多少时间，好吧，再加一分钟，所以一个一公斤重铁球从海面降落马里亚纳海沟约需要18分钟，看完是不是长知识了？

地球是一颗固态岩质行星，是人类生存的家园。对于地球这个家园，随着人类科技的不断发展，我们对它的了解也越来越多。如今我们已经在科技的帮助下走出地球开始探索宇宙，从太空中观测地球，能够更好地了解地球。可这种了解只限于地表和大气层，地球仍然有两个地方是人类探索的盲区。

这两个地方，一个是海洋，一个就是地底世界了。对地球内部的探索，我们现在能够依靠的手段都是依靠地震波来探测，虽然有一定的了解，但是极其少，因此有关地球内部的情况，很多都只是一种猜测，具体内部到底是什么情况，我们现在还不知道。

除了地球内部的情况，探索海洋也是人类最重要的一件事，我们都知道地球表面71%的面积是海洋，如此庞大的区域，使海洋也成为了一个非常神秘的区域，从古至今，有许多有关海洋的神秘事件，比如百慕大三角区，海洋无底洞等。

虽然我们现在能够进行海洋的探索，但是人类对海洋的了解仍然只有5%左右，剩下95%的未知区域大部分都位于深海区。深海区之所以难以进行观测，主要的原因就是深海处有着超强的大气压，即使是钢板下去也会被压变形，更不要说普通的潜水设备了。

马里亚纳海沟就是地球上最深的海沟，它位于北太平洋西部海床，该海沟也是太平洋板块和菲律宾板块的俯冲带，而马里亚纳海沟的最深处深达11034米，它又被称为“地球的最深点”，可以说，马里亚纳海沟装下一整个珠穆朗玛峰也绰绰有余。

曾经有人发出这样一个疑问：如果将一个10公斤重的铁球扔进马里亚纳海沟，它会被超强的水压压变形吗？有人说，深海中的压力虽然大，但是由于铁球各个方向受到的压力相同，它并不会被变形。事实真的如此吗？

马里亚纳目前探测到的最深处约11000米，按照每降10米增加一个大气压来算，马里亚纳海沟最深处的大气压约为1060个标准大气压。可能很多人对这个数字并没有什么直观的理解，我们再来进行一个简单的说明。1060个大气压相当于一个重达1000公斤的物体压在一平方厘米的物体上，我们可以想象一下，这个一平方厘米的身上压了一个重达一吨的重物是什么感受。

马里亚纳海沟的最深处的大气压就相当于你深处其中，四周不同方向都有重达一吨的物体向你挤压，我们的凡胎在这样的压力下会被压成肉饼。那么一个实心的铁球呢？当然，铁的密度在金属中也是比较大的一种，想要把一个铁球压变形，那需要非常强大的外力，那么1060个大气压的压力能够做到吗？

答案是没有问题，当铁球沉入1000多米的海底的过程中，它四周受到的压力也会不断增加，到达海底的时候更是会受到四周1060个大气压的强大压力，这种压力虽然不致到完全压扁铁球，但是却能够让铁球产生稍微的变形。如果我们将这个铁球拉到海面上，我们会发现它已经不是原来标准的圆形了，已经产生了一些变形。

由此可见，想要真正进入深海探索，最重要的还是要能够承受住它强大的压力。当然，人类现在的科技还不错，能够深入深海之中，甚至10000米深的海底，也是有潜水设备可以潜入的。虽然我们现在的科技已经能够深入10000米深的海底，但是却很少会潜入如此深的海底，最多也就是潜入几千米深处。

为什么我们不经常潜入10000多米的海底进入探索呢？主要的原来还是担心遇到未知的风险。虽然现在已经有潜艇能够深入万米海底，但是技术还不是特别成熟，无法保证绝对的安全。而且深海处的危险绝不仅仅是海洋的强大压力，更大的危险是来自于那些未知的海洋生物。

虽然海洋越往深处生物越少，但是其生物的实力却是越来越强。海洋深处有很多人类未知的大型生物，就算是10000深的海底，仍然会有未知的强大生物存在。人类的潜艇在10000米深处前进都需要小心翼翼，对比那些强大生物来说，我们的潜艇实力可能跟玩具差不多，只要被这些大型生物碰一下可能就会永远留在海底。

不过，随着人类科技的快速发展，未来进入海洋深处探索是必然的，那个时候会有更强大的潜艇能够深入万米以下的海底，甚至我们可以建造强大的海底通道，人们可以像坐地铁一下，进入深海中旅游观光。相信那个时候海洋的秘密将会被完全揭开，我们也能够见识到深海中的那些奇特的生物。

可能很多人觉得马里亚纳海沟最深处达11000米已经是非常深了，可是这个深度放在太阳系中，却并不算什么。科学家探测发现，木星和土星的不少卫星都可能有庞大的冰下海洋，这些海洋有的深度可能达到几百公里，是地球最深海洋的10倍以上。如此深的海洋，它的压力更是超出我们想象，等人类征服了地球的海洋之后，或许就会去征服地外那些更深的海洋，或许在那里还能够发现地外生命。

海洋也是未来人类重要的能源，等到人类的可控核聚变实现之后，需要的原料就是大量的水，那个时候海洋的作用才会真正发挥。对于现在的人类来说，海洋中的资源主要还是石油，在未来可燃冰的开采技术成熟之后，海洋会再次热闹起来。由此可见，海洋才是人类真正的财富。

将一颗10公斤铁球，扔进马里亚纳大海沟，会发生什么？

地球是一颗美丽的蓝色星球，它的美丽不仅来源于生命的丰富，而且也来源于海洋面积的广阔。地球的海洋面积占到了全球面积的71%。广阔的海洋中有着数不尽的生命，同样也有很多令人向往的奥秘等着人类去探索。

我们都知道，海洋随着水深的不断增加，水压也在不断增加，普通人能够潜入的海洋深度也不过才20米左右，再深由于水压太大，是无法下去的。只有专业的潜水设备才能够潜入更深的海底探索。曾经有人提出这样一个问题：如果将一个10斤的实心铁球沉入海底，铁球会被压变形吗？对于这个问题，人们的理解也是不一样的，有人认为地球海洋的最深入可达上万米以上，铁球是无法沉到海底的，再加上铁球的密度很大，海水的压力不足以将它压变形。

还有人认为，万米以下海洋的压力是非常强大的，实心铁球也同样会被压变形，那么到底哪个答案才是正常的呢？首先我们要明确一点，实心铁球是可以沉入海底的，不管这个铁球的质量是多少，海洋有多深，它都可以沉到海底，原因就是实心铁球的密度大约7.85g/cm³，而海水的密度大约1.03g/cm³，这样铁球的重力永远大于浮力，不管是海水有多深，它都会沉入海底。

那么沉入海底的铁球在强大水压的作用下会不会变形呢？答案是会，但是这种变形的幅度非常小，我们用肉眼是无法发现的，比如将实心铁球沉入世界上最深的海洋马里亚纳海沟，最深入有11034米，这里的压力约为1067个大气压，这个10斤的实心铁球表面相当于承受了726吨的重量。

这个重量如果是一般的物体早被压碎了，可是由于铁的密度不小，再加上它是实心的，四周受到的压力也均匀，铁球的体积在强大压力的作用下会微微压缩一下，直径大约会缩小几十微米，这点用肉眼是无法看出来的，只有通过仪器才能测出来。

当然，这是实心铁球，如果是一个空心铁球，那结果就不同了，这个时候铁球内部和外部有明显的压力差，在强大的水压下，铁球就会发生明显的变形，甚至被压碎。这也是为什么潜水艇要沉入深海探索也是一件非常冒险的事情，原因就是潜水艇内部是空心的，一旦潜入深水，强大的压力差会使潜水艇发生变形，从而带来未知的风险。

著名的导演卡梅隆曾经乘坐潜水艇潜入水深10000多米的马里亚纳海沟，当潜水艇上岸的时候，经过测量发现，潜水艇的长度减少了7cm。实心铁球由于内部空气很少，铁球抵抗水压的反伤作用力主要是来源于铁原子之间的斥力，而这个斥力是宇宙间的强相互作用力，水压再大，也不可能大过原子斥力。

由此可见，虽然我们知道深底中有很多的未知生物还有其它的一些奥秘，但是由于强大水压的存在，想要自由潜入探索也不是那么容易的。不过随着科技的快速发展，未来的潜水设备必然会越来越强大，潜入万米以下的深海中探索将会变得越来越容易，而我们普通人也可以去深海旅游，领略深海的风采。

虽然在我们的眼里，地球上最深的海洋马里亚纳海沟达到了万米以下，认为这已经是非常深的海底，但是如果放在宇宙中，这个海洋深度根本不算什么，就拿太阳系的土卫二来说，这是一颗表面覆盖冰层的星球，厚达到上百公里，而在厚厚的冰层之下也存在着一个巨大的海洋，而这个海洋的深度是地球海洋深度的几十倍。

所以，科学家目前虽然知道这个土卫二有地下海洋的存在，但是在未来想要深入这个海洋探索可不容易，即使我们能够钻透厚厚的冰层潜入海洋中，可能也无法探索到土卫二地下海洋的最深处，那里的压力更是大到可怕，没有超强的潜水设备很难深入其中。

深海中并不是只有无际的黑暗，而是还存在着很多神秘未知的生物，这些生物不是我们见过的生物，它们非常庞大，科学家至今也不知到深海中到底有多少未知的生物，海洋的面积太大了，存在的秘密也很多，想要揭开这个谜团，只有研究出更加先进的潜水设备，可以自由出入深海，才有可能真正揭开深海中的奥秘。

实心铁球扔海里，会一直沉到海底吗？看完明白了