هر از بعضی اوقات، یک دانستنی علمی در اینترنت دست‌به‌دست می‌بشود. یکی از آن‌ها این است که اگر سیاره غول‌پیکر زحل در آب قرار گیرد، شناور می‌ماند. اما آیا این ادعا واقعاً درست است؟ برای جواب به این سوال، باید مقداری درمورد شناوری و مقداری هم درمورد سیارات گازی بدانیم.

شناوری، نیرویی رو به بالاست که در یک سیال (هر ماده‌ای که جریان دارد، طبق معمولً مایع و گاز) به همه اجسام حاضر در آن داخل می‌بشود. منشأ این نیرو، اختلاف سختی درون سیال است: هرچه پایین‌تر برویم، سختی زیاد تر می‌بشود. به این علت، فشاری که از سمت پایین به جسم داخل می‌بشود، زیاد تر از فشاری است که از بالا به آن داخل می‌بشود، و همین اختلاف علتایجاد نیرویی به سمت بالا می‌بشود.

«اصل ارشمیدس» می‌گوید: نیروی واردشده بر هر جسمی که به‌طور کامل یا جزئی در سیال غوطه‌ور شده باشد، برابر با وزن سیالی است که آن جسم در زمان ورود خود جابه‌جا کرده است.

اگر نیروی شناوری سیال از نیروی رو به پایین (که برابر با جرم جسم ضرب‌در شتاب گرانش است) زیاد تر باشد، جسم روی سیال شناور می‌ماند. اما اجسامی که چگالی‌شان زیاد تر از آب است، آن‌قدر در آب فرو می‌روال تا این دو نیرو برابر شوند.

سیارات منظومه شمسی، همان گونه که انتظار می‌رود، عموماً چگال‌تر از آب می باشند. چهار سیاره سنگی نزدیک به خورشید همه انها هسته‌ای سنگین از آهن دارند؛ حتی اگر اجزای سنگی دیگرشان را نادیده بگیریم.

اما درمورد سیارات گازی چطور؟ ماجرا مقداری دلنشین‌تر می‌بشود. هر دو سیاره مشتری و زحل عمدتاً از هیدروژن و هلیوم راه اندازی شده‌اند” همان عناصر معروف به «سبک‌تر از هوا». در واقع، با وجود این که مشتری ۳۱۸ برابر زمین جرم دارد، چگالی متوسط کلی آن کمتر از زمین است. چگالی مشتری نزدیک به ۱٫۳۳ گرم بر سانتی‌متر مکعب است، درحالی که چگالی زمین به نزدیک به ۵٫۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب می‌رسد.

ناسا توضیح می‌دهد: «زحل نیز همانند مشتری، عمدتاً از هیدروژن و هلیوم راه اندازی شده‌است. در مرکز زحل هسته‌ای چگال از فلزاتی همانند آهن و نیکل قرار دارد که با مواد سنگی و ترکیبات دیگر احاطه شده که تحت سختی و حرارت شدید به حالت جامد درآمده‌اند. این هسته با هیدروژن فلزی مایع در لایه‌ای از هیدروژن مایع احاطه شده است که ساختاری شبیه هسته مشتری اما به‌مراتب کوچک‌تر دارد.»

چگالی متوسط زحل نزدیک به ۰٫۶۸۷۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب است. چگالی آب نیز با دما و سختی تحول می‌کند، اما در سختی جو، نزدیک به ۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب است.

ناسا می‌افزاید: «باور کردنش سخت است، اما زحل تنها سیاره‌ی منظومه شمسی محسوب می‌بشود که چگالی متوسطش کمتر از آب است. این سیاره‌ی گازی عظیم‌الجثه می‌تواند روی آب یک وان شناور بماند، یقیناً اگر وانی به آن بزرگی وجود داشته باشد.»

با این که ناسا مرجع مطمئنی در عرصه نجوم است، نباید نوشته شناوری زحل در آب را بیشتر از حد تحت‌اللفظی برداشت کرد. درست است که چگالی متوسط زحل از آب کمتر است، اما ما نمی‌توانیم یک وان غول‌پیکر بسازیم و زحل را همانند یک اردک پلاستیکی آسمانی در آن شناور کنیم. مقصد ناسا زیاد تر برجسته کردن کم‌چگال بودن زحل است.

همان گونه که «رت آلین»، استاد فیزیک دانشگاه جنوب شرقی لوئیزیانا توضیح داده، اگر پهنه‌ای آبی آن‌قدر بزرگ باشد که بتواند زحل را در خود جای دهد، سختی در قسمت‌های پایین آن‌قدر زیاد خواهد می بود که آب دیگر نمی‌تواند به شکل مایع باقی بماند. به‌طور دقیق‌تر، سختی در آن عمق به حدی می‌رسد که حتی می‌تواند جهت اغاز «همجوشی هسته‌ای» بشود.

بعد شناورکردن زحل روی آب نه‌تنها عملی نیست، بلکه اساساً غیرممکن است. درست است که چگالی متوسط زحل از آب کمتر است، اما زحل ساختاری صلب و سفت همانند یک قایق ندارد. هیدروژن و هلیومی که عمده‌ی ترکیب زحل را راه اندازی خواهند داد، توسط گرانش در کنار هم نگه داشته شده‌اند و به وسیله‌ی هسته‌ی زحل حمایتخواهد شد. اگرچه این کافی است تا زحل برای میلیاردها سال پایدار باقی بماند، اگر بخواهیم آن را در یک وان عظیم رها کنیم، گازهای هیدروژن و هلیوم به سطح آمده و به جوِ تازه وان تبدیل خواهد شد. در روبه رو، هسته‌ی زحل، که چگال‌تر از آب و از جو تازه وان هم سنگین‌تر است، به سمت مرکز وان پر از آب فرو خواهد رفت.

خلاصه این که: اگرچه زحل چگالی کمتری نسبت به زمین دارد و در تئوری، اگر پوسته‌ای صلب آن را کنار هم نگه می‌داشت، می‌توانست روی آب شناور بماند؛ اما در عمل، سیاره در برخورد با این چنین محیطی از هم پاشیده و در دنیای آبی فرو می‌رود؛ حتی اگر واقعاً بتوان این چنین حجم آبی را برای انجام این آزمایش شگفت اشکار کرد.