专栏名称: 宇宙解码
宇宙起源,黑洞,虫洞,多维空间,相对论,量子力学,地外文明,迷失古迹,不解之谜,科技前沿。
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最诡异的十大科学事实:结果太不可思议

宇宙解码  · 公众号  · 科学  · 2017-07-06 20:00

正文

物理学是门怪异的科学,比如粒子只可以可能性存在;时间会因你移动速度快慢而发生变化,猫既是死又是活直到你打开箱子才能定夺。科学家特此盘点了10大物理学最怪异的科学事实。


1. 如果太阳是由香蕉组成的,它也非常炙热。

太阳非常炙热,这是由于它巨大的质量——几万亿亿吨——产生了巨大的引力,导致它的内核承受强大的压力。这个道理好比给自行车打气,压力导致温度上升,车胎会变热。如果太阳不是由氢气组成,而是香蕉,那么它也将产生足够大的压力,因此也会产生足够的高温。


因此无论太阳是由氢气组成,还是香蕉,或者室外家具,它本身的温度差别都不大。


2.组成人类的所有物质加起来也不过是方糖大小

原子99.9999999999%都是真空区,打个比方,握拳,如果你的拳头相当于原子核大小,那么一个原子大约相当于圣保罗大教堂,如果这个原子是氢原子,那么它所包含的氢原子就相当于一座空旷大教堂中央的一只飞蛾。


如果你将所有原子凑在一起,除去它们之间的空间,那么空旷的大教堂可以被压缩成一个小核、一个茶匙或者一块方糖,但它的质量却重达50亿吨,相当于整个人类质量总和的10倍。


3.未来事件会影响过去发生的事

量子世界存在各种诡异的事实。双缝实验表明光具有波粒二象性。但更奇怪的是,根据物理学家约翰·维勒(John Wheeler)1978年提出并由科研人员于2007年进行的一项实验表明,目前观测的一颗粒子的行为会影响到另一颗粒子过去的行为。


根据双缝实验,如果你观测到两条细缝光穿过,你逼迫它表现出粒子的特性,如果你不这么做,而观测它落入细缝之后在屏幕上的情形会发现,它表现出波的特性。


但是如果你等待光透过细缝,然后观测它穿过细缝的方式,这将逆动地逼迫光必须以粒子或者波的特性经过细缝。换句话说:因果关系具有逆反性:现在会影响过去。当然这项实验只会影响几分之一秒的时间,几乎可以忽略。


但维勒提出,可以以同样的方式观测来自遥远恒星的光,它在途中因为引力作用发生了弯曲。这意味着现在观测的事物会改变过去几千年甚至几百万年发生的事。


4.几乎全部宇宙都看不见

宇宙中存在超过1000亿个星系,每个星系都存在100万至一万亿颗恒星。我们的太阳只是中等大小,很多恒星都比它大得多。


同时宇宙中还存在大量可见的物质。但这些只占宇宙全部质量的2%而已。那些不可见的物质我们称之为“暗物质”,后者大约是正常物质的6倍多。


更让人困惑不已的是,剩下的是我们称之为“暗能量”的东西,它揭示了宇宙的明显扩张,然而,没有人知道暗能量或者暗物质是什么。


5.物质的移动速度可以超过光速,光速并非最快的。

在真空里光速是恒定的30万千米每秒。然而光并非总在真空环境下移动,比如在水里光子传播速度大约是前者的3/4。在核反应堆里,有的粒子被加速到非常高的速度,如果它经过一个能够将光速减慢的绝缘介质里,那么它的速度实际上比周围光速更快。


当这个现象发生时,它会产生一种名为切连科夫辐射(Cherenkov radiation )的蓝色的光,它类似于音爆现象,只是对象是光而已。


目前为止记录最慢的光速是通过被冷却到接近绝对零度的铷的速度,为 17米 每秒——相当于38英里每小时,在那个时候铷会形成一种被称为爱因斯坦凝聚态的奇怪状态。光也通过同样的方式实现了完全的停止。


6.此刻有无限个我在写这篇新闻,而有无限个你正在阅读。

根据宇宙目前的标准模型,可观测到的宇宙——包含几十亿颗星系和上万亿颗恒星——只是平行存在的无限多个宇宙中的其中一个,就像泡沫里的一个肥皂泡而已。由于存在无限多个宇宙,因此此刻上演了每一种可能。


但是此刻可能发生的现象的数量却是有限的,这是因为有限数量的事件会产生有限数量的结果,事件的数量可以非常巨大,但是有限的。所以此刻的这件事,作者正在写下以上这些文字,而读者正在阅读这样的文字,一定已经发生了无数多次。更令人惊讶不已的是,我们甚至能够算出距离我们最近的二重生的位置:10的10次方至10的28次方。


7.黑洞并不是黑的。

黑洞非常灰暗,但并不是黑的。它略微发出整个光谱的光,包括可见光。这种辐射被称为“霍金辐射”,该现象是由剑桥大学前卢卡斯数学教授史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)提出的。由于黑洞持续发光,它将失去质量,最终蒸发,除非它找到另一个质量源维持它的存在,比如星际气体或光。


小型黑洞与较大黑洞相比,考虑到自身的质量,它释放出的辐射较多,所以如果某些理论是正确的,那么,大型强子对撞机通过粒子撞击产生的微小孔将会几乎立即蒸发。科学家通过检测辐射应该能够观测到这种衰变。

8. 对宇宙的基本描述并不适用于过去、现在或者未来

根据狭义相对论,并不存在过去、未来或者现在这样的事。时间框架是相对的:我有一个,你有一个,Gliese 581的第三个行星也有一个。我们的时间框架非常类似,是因为我们以相似的速度移动。如果我们以不同的速度移动,我们将会发现我们衰老的速度有快有慢。








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