很多科幻小说里，地球是空心的。里面还有一个世界，有阳光，有城市。这个设想，物理上有两道关过不去。但它过不去的方式，和你想的不太一样。
先说一条很漂亮的定理。一个均匀的球壳，对它内部的任何东西，引力都是零。注意，不是"很小"，是精确的零。不管你站在壳内的哪个位置，都一样。
为什么。你在壳内随便找一个点，想象两个对着的圆锥。它们切下壳上的两小块。离你近的那块小，远的那块大。
但面积是和距离的平方成正比的。而引力是和距离的平方成反比的。两个正好抵消。所以整个壳，对你一点力都不使。
这条叫牛顿壳定理。这里说的是整个球壳内部都是空的，而且空腔和地球同心。如果空腔是偏在一边的，里面就有重力了。而且那个重力是均匀的，方向一致、大小一致。
它的推论很有意思。先看实心的地球。如果你从地面跳进一条穿过地心的隧道。一开始，你会被重力拉着加速。
越往里去，包住你的球越小，重力也越小。到地心的时候，重力正好是零。但你不会停在那里，因为你已经有速度了。你会冲过去，然后开始减速。
到另一头的地面，速度正好减到零。然后又掉回来。这是一个来回振荡。算下来，一个来回大约八十四分钟。
单程四十二分钟。不过要说明，真实地球的密度不是均匀的。所以严格算出来的周期会和均匀假设有点差别。但差得不多，还是四十几分钟。
这个设想有个名字，叫"重力火车"。但空心地球不会这样。壳内引力处处为零。你到了空腔里，只要有一点初速度，就会一直匀速飘下去。
所以"重力火车"是实心地球的事。第一道关，外壳撑不住。如果外壳一千公里厚，密度和岩石一样。那它的质量是真实地球的四分之一多一点。
表面重力大约是二点一米每二次方秒，正常的五分之一左右。所以你会变轻，但还是站得住。问题不在重力，在结构。一千公里厚的岩石，自己撑不住自己。
它会往中间塌。所以这一关是力学，不是引力。第二道关，里面的空气。内壁没有重力，空气不会"沉"在壳上。
它会在空腔里到处飘。只要有任何一个洞，就会慢慢漏光。所以这个设想，是两件事一起过不去。壳会塌，空气会跑。
但壳定理本身很漂亮。它说的是，一个球壳，对里面的东西完全不使劲。所以下次看到空心地球的故事，可以想一下这件事。想聊的在评论区说说。