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十大詭異物理學事實 10大物理學最怪異的科學事實

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摘要:英國每日電郵報道,物理學是門怪異的科學,比如粒子只可以可能性存在;時間會因你移動速度快慢而發生變化,貓既是死又是活直到你打開箱子才能定奪。科學家特此盤點了10大物理學最怪異的科學事實。

1.如果太陽是由香蕉組成的,它也非常炙熱。

太陽(yang)非常(chang)炙熱,這(zhe)(zhe)是(shi)由(you)于它(ta)巨(ju)大(da)的(de)質量——幾萬億(yi)億(yi)噸——產(chan)生了巨(ju)大(da)的(de)引力,導致(zhi)它(ta)的(de)內核承受強大(da)的(de)壓(ya)力。這(zhe)(zhe)個道理好比給自行(xing)車打氣(qi),壓(ya)力導致(zhi)溫(wen)度(du)上升,車胎會變(bian)熱。如(ru)果太陽(yang)不是(shi)由(you)氫氣(qi)組(zu)成(cheng),而是(shi)香(xiang)蕉,那么它(ta)也將(jiang)產(chan)生足夠大(da)的(de)壓(ya)力,因(yin)此(ci)也會產(chan)生足夠的(de)高溫(wen)。因(yin)此(ci)無(wu)論(lun)太陽(yang)是(shi)由(you)氫氣(qi)組(zu)成(cheng),還是(shi)香(xiang)蕉,或者室外(wai)家具,它(ta)本身的(de)溫(wen)度(du)差別(bie)都不大(da)。

2.組成人類的所有物質加起來也不過是方糖大小。

原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)99.9999999999%都(dou)是(shi)真空區,打個(ge)(ge)(ge)比方,握拳(quan)(quan),如(ru)(ru)果(guo)你(ni)的(de)(de)拳(quan)(quan)頭相(xiang)(xiang)當(dang)于原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)核大小(xiao),那么一(yi)個(ge)(ge)(ge)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)大約相(xiang)(xiang)當(dang)于圣保羅大教堂(tang),如(ru)(ru)果(guo)這個(ge)(ge)(ge)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)是(shi)氫(qing)(qing)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi),那么它(ta)(ta)所包含的(de)(de)氫(qing)(qing)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)就(jiu)相(xiang)(xiang)當(dang)于一(yi)座空曠大教堂(tang)中央的(de)(de)一(yi)只(zhi)飛蛾。如(ru)(ru)果(guo)你(ni)將所有原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)湊(cou)在一(yi)起,除去它(ta)(ta)們之間的(de)(de)空間,那么空曠的(de)(de)大教堂(tang)可以被壓縮成一(yi)個(ge)(ge)(ge)小(xiao)核、一(yi)個(ge)(ge)(ge)茶匙或者(zhe)一(yi)塊(kuai)方糖(tang),但它(ta)(ta)的(de)(de)質量(liang)卻重達50億噸,相(xiang)(xiang)當(dang)于整個(ge)(ge)(ge)人(ren)類質量(liang)總和的(de)(de)10倍(bei)。

3.未來事件會影響過去發生的事

量子世(shi)界存在各種詭異的(de)(de)(de)事(shi)實。雙(shuang)縫(feng)實驗(yan)表明光具(ju)有(you)波粒二象性(xing)。但更奇(qi)怪的(de)(de)(de)是,根據(ju)物理學家(jia)約翰·維勒(le)(JohnWheeler)1978年(nian)提(ti)出(chu)并(bing)由科(ke)研人員于2007年(nian)進行的(de)(de)(de)一項實驗(yan)表明,目前(qian)觀(guan)測的(de)(de)(de)一顆(ke)粒子的(de)(de)(de)行為會(hui)影響到另一顆(ke)粒子過(guo)去的(de)(de)(de)行為。根據(ju)雙(shuang)縫(feng)實驗(yan),如(ru)果你(ni)觀(guan)測到兩(liang)條細縫(feng)光穿過(guo),你(ni)逼迫它(ta)(ta)表現出(chu)粒子的(de)(de)(de)特性(xing),如(ru)果你(ni)不(bu)這么做(zuo),而觀(guan)測它(ta)(ta)落入細縫(feng)之后在屏幕(mu)上的(de)(de)(de)情(qing)形(xing)會(hui)發現,它(ta)(ta)表現出(chu)波的(de)(de)(de)特性(xing)。

但是如果(guo)你等待(dai)光(guang)透(tou)過(guo)細縫,然(ran)后觀(guan)測它穿過(guo)細縫的(de)(de)(de)方(fang)式(shi),這(zhe)將逆(ni)動地逼迫(po)光(guang)必須以(yi)粒子或者波的(de)(de)(de)特性經(jing)過(guo)細縫。換句話說:因果(guo)關系(xi)具(ju)有逆(ni)反性:現在(zai)(zai)會(hui)影響(xiang)過(guo)去。當然(ran)這(zhe)項實驗只(zhi)會(hui)影響(xiang)幾(ji)(ji)分(fen)之一秒的(de)(de)(de)時間(jian),幾(ji)(ji)乎可(ke)以(yi)忽略。但維勒提(ti)出,可(ke)以(yi)以(yi)同樣的(de)(de)(de)方(fang)式(shi)觀(guan)測來自(zi)遙遠(yuan)恒(heng)星的(de)(de)(de)光(guang),它在(zai)(zai)途中因為引力作用發生了彎(wan)曲(qu)。這(zhe)意味著現在(zai)(zai)觀(guan)測的(de)(de)(de)事物會(hui)改變過(guo)去幾(ji)(ji)千年甚至幾(ji)(ji)百(bai)萬年發生的(de)(de)(de)事。

4.幾乎全部宇宙都看不見。

宇宙中存(cun)在(zai)超過1000億(yi)個(ge)星(xing)(xing)系,每個(ge)星(xing)(xing)系都(dou)存(cun)在(zai)100萬至一萬億(yi)顆恒星(xing)(xing)。我(wo)(wo)們(men)的(de)(de)太(tai)陽只是(shi)中等大小,很多恒星(xing)(xing)都(dou)比它(ta)大得多。同時(shi)宇宙中還(huan)存(cun)在(zai)大量(liang)(liang)可(ke)見(jian)的(de)(de)物(wu)質(zhi)。但這(zhe)些只占宇宙全部質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)2%而已。那(nei)些不可(ke)見(jian)的(de)(de)物(wu)質(zhi)我(wo)(wo)們(men)稱之為(wei)“暗物(wu)質(zhi)”,后者大約是(shi)正常物(wu)質(zhi)的(de)(de)6倍多。更讓(rang)人(ren)困(kun)惑不已的(de)(de)是(shi),剩下的(de)(de)是(shi)我(wo)(wo)們(men)稱之為(wei)“暗能量(liang)(liang)”的(de)(de)東西,它(ta)揭(jie)示了宇宙的(de)(de)明顯擴張(zhang),然而,沒有人(ren)知道暗能量(liang)(liang)或者暗物(wu)質(zhi)是(shi)什么。

5.物質的移動速度可以超過光速,光速并非最快的。

在真(zhen)空(kong)里光(guang)速(su)(su)(su)(su)是恒(heng)定(ding)的(de)(de)30萬千米每秒。然而(er)光(guang)并非總在真(zhen)空(kong)環境下(xia)移動,比如在水里光(guang)子(zi)傳(chuan)播速(su)(su)(su)(su)度(du)大(da)約是前者的(de)(de)3/4。在核反應(ying)堆里,有的(de)(de)粒子(zi)被加(jia)速(su)(su)(su)(su)到非常(chang)高的(de)(de)速(su)(su)(su)(su)度(du),如果(guo)它經過一個能夠將光(guang)速(su)(su)(su)(su)減(jian)慢的(de)(de)絕緣介質里,那么它的(de)(de)速(su)(su)(su)(su)度(du)實際上比周圍光(guang)速(su)(su)(su)(su)更快。當這個現(xian)象(xiang)發(fa)生(sheng)時,它會產(chan)生(sheng)一種名為切(qie)連科(ke)夫輻射(Cherenkovradiation)的(de)(de)藍色的(de)(de)光(guang),它類似(si)于音爆現(xian)象(xiang),只是對象(xiang)是光(guang)而(er)已。

目前為止記錄最(zui)慢的(de)光速(su)是通(tong)過(guo)(guo)被冷(leng)卻到接近(jin)絕對零度的(de)銣的(de)速(su)度,為17米每(mei)秒(miao)——相當于38英里每(mei)小時,在那個時候(hou)銣會形(xing)成一種被稱為愛(ai)因斯坦凝聚態(tai)的(de)奇怪狀態(tai)。光也通(tong)過(guo)(guo)同樣的(de)方式實現了完全的(de)停止。

6.此刻有無限個我在寫這篇新聞,而有無限個你正在閱讀。

根據宇宙目(mu)前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準模型,可(ke)觀測到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)宇宙——包含幾十(shi)億(yi)顆(ke)星(xing)系和(he)上萬億(yi)顆(ke)恒星(xing)——只(zhi)是(shi)平行存在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)限(xian)(xian)(xian)多個宇宙中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)其(qi)中一(yi)(yi)個,就像(xiang)泡(pao)沫里的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個肥(fei)皂泡(pao)而已。由于存在無(wu)限(xian)(xian)(xian)多個宇宙,因此此刻(ke)上演(yan)了(le)每一(yi)(yi)種(zhong)可(ke)能。但(dan)是(shi)此刻(ke)可(ke)能發(fa)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量(liang)(liang)卻(que)是(shi)有限(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),這是(shi)因為(wei)有限(xian)(xian)(xian)數(shu)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)事(shi)(shi)件(jian)會(hui)產生有限(xian)(xian)(xian)數(shu)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果,事(shi)(shi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量(liang)(liang)可(ke)以(yi)非常巨大(da),但(dan)是(shi)有限(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。所以(yi)此刻(ke)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這件(jian)事(shi)(shi),作者(zhe)正在寫下以(yi)上這些文字(zi),而讀(du)者(zhe)正在閱讀(du)這樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)文字(zi),一(yi)(yi)定已經發(fa)生了(le)無(wu)數(shu)多次。更令人驚訝(ya)不已的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi),我們甚(shen)至(zhi)能夠算(suan)出距離我們最近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)二重生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置:10的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)10次方至(zhi)10的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)28次方。

7.黑洞并不是黑的。

黑(hei)洞(dong)(dong)非常灰暗,但并不是(shi)黑(hei)的(de)(de)(de)。它(ta)略微發(fa)出整(zheng)個(ge)光(guang)譜的(de)(de)(de)光(guang),包括可見光(guang)。這種(zhong)輻(fu)射(she)被稱為“霍金輻(fu)射(she)”,該現象是(shi)由劍橋大(da)(da)學(xue)前盧卡(ka)斯數學(xue)教授(shou)史蒂芬·霍金(StephenHawking)提出的(de)(de)(de)。由于(yu)黑(hei)洞(dong)(dong)持(chi)(chi)續發(fa)光(guang),它(ta)將(jiang)失去質(zhi)量(liang),最終(zhong)蒸發(fa),除非它(ta)找到(dao)另一個(ge)質(zhi)量(liang)源維持(chi)(chi)它(ta)的(de)(de)(de)存在,比如(ru)星際氣體或光(guang)。小型(xing)黑(hei)洞(dong)(dong)與較(jiao)大(da)(da)黑(hei)洞(dong)(dong)相(xiang)比,考慮到(dao)自身的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang),它(ta)釋放(fang)出的(de)(de)(de)輻(fu)射(she)較(jiao)多,所以如(ru)果某些理論是(shi)正(zheng)確的(de)(de)(de),那么,大(da)(da)型(xing)強子對(dui)撞機通過粒子撞擊產生的(de)(de)(de)微小孔將(jiang)會幾乎立即蒸發(fa)。科學(xue)家通過檢(jian)測輻(fu)射(she)應該能夠觀測到(dao)這種(zhong)衰變。

8.對宇宙的基本描述并不適用于過去、現在或者未來

根據(ju)狹義(yi)相(xiang)對論(lun),并不存在過去、未來或者現在這樣的(de)事。時(shi)間框(kuang)架是(shi)相(xiang)對的(de):我(wo)(wo)有(you)一個(ge),你有(you)一個(ge),Gliese581的(de)第三個(ge)行星(xing)也有(you)一個(ge)。我(wo)(wo)們(men)的(de)時(shi)間框(kuang)架非常類似(si)(si),是(shi)因為我(wo)(wo)們(men)以相(xiang)似(si)(si)的(de)速(su)度移(yi)動(dong)。如果我(wo)(wo)們(men)以不同(tong)的(de)速(su)度移(yi)動(dong),我(wo)(wo)們(men)將會(hui)發現我(wo)(wo)們(men)衰老(lao)的(de)速(su)度有(you)快(kuai)有(you)慢。同(tong)樣的(de),如果我(wo)(wo)們(men)其中某人(ren)距離(li)類似(si)(si)地(di)球(qiu)這樣的(de)引(yin)力(li)源比(bi)其它(ta)人(ren)更近(jin),那么,他衰老(lao)的(de)速(su)度也比(bi)其它(ta)人(ren)慢。GPS衛星(xing)移(yi)動(dong)速(su)度非常快(kuai),并且距離(li)地(di)球(qiu)非常遠,因此(ci)它(ta)們(men)內部的(de)時(shi)鐘顯示的(de)時(shi)間與(yu)地(di)球(qiu)表面(mian)的(de)有(you)所(suo)不同(tong)。

9.這里的粒子可以同時影響宇宙另一端的另一顆粒子。

當(dang)電(dian)子(zi)遇(yu)到(dao)(dao)它(ta)的(de)(de)反(fan)物(wu)質(zhi)——正電(dian)子(zi),兩(liang)者會湮滅并(bing)釋(shi)放能量,兩(liang)個(ge)(ge)光子(zi)都會隨著爆炸(zha)消(xiao)失。亞原子(zi)粒子(zi),諸(zhu)如光子(zi)和夸克,都有(you)一(yi)種(zhong)名為“旋轉(zhuan)”的(de)(de)特征,但它(ta)并(bing)非真的(de)(de)在(zai)旋轉(zhuan),但它(ta)們(men)表現出(chu)似乎在(zai)旋轉(zhuan)的(de)(de)特性。當(dang)兩(liang)者同時(shi)產生時(shi),它(ta)們(men)的(de)(de)旋轉(zhuan)方(fang)向必須能夠互相抵消(xiao):也(ye)就是兩(liang)者的(de)(de)行(xing)為恰(qia)恰(qia)相反(fan)。由于(yu)量子(zi)行(xing)為的(de)(de)不可預測(ce)性,我們(men)幾乎無法(fa)事先確定哪一(yi)顆(ke)粒子(zi)“順(shun)時(shi)針(zhen)”轉(zhuan)而另(ling)一(yi)顆(ke)“逆時(shi)針(zhen)”轉(zhuan)。直到(dao)(dao)我們(men)觀(guan)測(ce)到(dao)(dao)其中一(yi)顆(ke)粒子(zi)的(de)(de)旋轉(zhuan),才(cai)可以確定兩(liang)者都在(zai)旋轉(zhuan)。然而,更詭異的(de)(de)是,當(dang)你觀(guan)測(ce)到(dao)(dao)一(yi)顆(ke)粒子(zi)時(shi),它(ta)可能忽然順(shun)時(shi)針(zhen)轉(zhuan)或逆時(shi)針(zhen)轉(zhuan),無論它(ta)朝哪個(ge)(ge)方(fang)向轉(zhuan),另(ling)一(yi)個(ge)(ge)粒子(zi)都是同時(shi)朝著反(fan)方(fang)向轉(zhuan),即(ji)使這(zhe)顆(ke)粒子(zi)可能位于(yu)宇宙的(de)(de)另(ling)一(yi)端。這(zhe)一(yi)現象已經在(zai)實驗(yan)中出(chu)現過(guo)。

10.你移動速度越快,質量越大

如果你(ni)奔跑速(su)(su)(su)度(du)非(fei)常(chang)快,那么你(ni)的(de)(de)質量(liang)(liang)會(hui)增加(jia)(jia)。這(zhe)種質量(liang)(liang)的(de)(de)上升并非(fei)永久性的(de)(de),只是暫(zan)時(shi)的(de)(de),并且增加(jia)(jia)的(de)(de)量(liang)(liang)非(fei)常(chang)少。光(guang)速(su)(su)(su)是宇宙的(de)(de)速(su)(su)(su)度(du)極限,如果某樣事物(wu)以接近光(guang)速(su)(su)(su)的(de)(de)速(su)(su)(su)度(du)移動(dong),如果你(ni)幫忙推(tui)一(yi)把,它的(de)(de)速(su)(su)(su)度(du)也不能增加(jia)(jia)太多,但是如果你(ni)給與它額外的(de)(de)能量(liang)(liang),那么能量(liang)(liang)就(jiu)會(hui)轉為物(wu)質。根據相對(dui)論,質量(liang)(liang)和(he)能量(liang)(liang)是等同的(de)(de)。你(ni)投入的(de)(de)能量(liang)(liang)越(yue)多,質量(liang)(liang)越(yue)大。這(zhe)在人類的(de)(de)移動(dong)速(su)(su)(su)度(du)方面是可(ke)以忽略的(de)(de),但是當你(ni)的(de)(de)速(su)(su)(su)度(du)可(ke)以與光(guang)速(su)(su)(su)相媲美的(de)(de)時(shi)候(hou),那么質量(liang)(liang)的(de)(de)增加(jia)(jia)將是迅速(su)(su)(su)而(er)明顯的(de)(de)。

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標簽: 宇宙探索
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