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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。

太陽非常炙(zhi)熱(re),這是由于它(ta)(ta)巨大的(de)(de)質量——幾(ji)萬億億噸——產生了巨大的(de)(de)引力(li),導致它(ta)(ta)的(de)(de)內(nei)核承(cheng)受強大的(de)(de)壓(ya)力(li)。這個(ge)道理好(hao)比(bi)給自行車打氣,壓(ya)力(li)導致溫(wen)度(du)上(shang)升,車胎(tai)會變熱(re)。如果太陽不是由氫(qing)氣組(zu)成,而是香(xiang)蕉(jiao),那么它(ta)(ta)也將產生足夠大的(de)(de)壓(ya)力(li),因此也會產生足夠的(de)(de)高溫(wen)。因此無論太陽是由氫(qing)氣組(zu)成,還是香(xiang)蕉(jiao),或者室外家具,它(ta)(ta)本身的(de)(de)溫(wen)度(du)差別都不大。

2.組成人類的所有物質加起來也不過是方糖大小。

原(yuan)(yuan)子(zi)99.9999999999%都是(shi)真(zhen)空(kong)(kong)區,打個比方,握拳,如(ru)果(guo)你的(de)(de)拳頭相(xiang)(xiang)當(dang)(dang)于(yu)原(yuan)(yuan)子(zi)核大(da)(da)小(xiao),那么一(yi)個原(yuan)(yuan)子(zi)大(da)(da)約相(xiang)(xiang)當(dang)(dang)于(yu)圣保(bao)羅(luo)大(da)(da)教(jiao)(jiao)堂(tang),如(ru)果(guo)這個原(yuan)(yuan)子(zi)是(shi)氫原(yuan)(yuan)子(zi),那么它(ta)(ta)所包(bao)含的(de)(de)氫原(yuan)(yuan)子(zi)就相(xiang)(xiang)當(dang)(dang)于(yu)一(yi)座空(kong)(kong)曠大(da)(da)教(jiao)(jiao)堂(tang)中央的(de)(de)一(yi)只飛蛾。如(ru)果(guo)你將(jiang)所有(you)原(yuan)(yuan)子(zi)湊在(zai)一(yi)起,除去它(ta)(ta)們之間的(de)(de)空(kong)(kong)間,那么空(kong)(kong)曠的(de)(de)大(da)(da)教(jiao)(jiao)堂(tang)可以被壓(ya)縮成一(yi)個小(xiao)核、一(yi)個茶匙或者一(yi)塊(kuai)方糖(tang),但它(ta)(ta)的(de)(de)質量卻重(zhong)達(da)50億噸,相(xiang)(xiang)當(dang)(dang)于(yu)整個人類(lei)質量總和的(de)(de)10倍。

3.未來事件會影響過去發生的事

量子世界存(cun)在(zai)各種詭異的事實(shi)。雙縫實(shi)驗(yan)(yan)表明光(guang)具有(you)波粒(li)(li)二(er)象性。但更奇(qi)怪的是(shi),根據物理學(xue)家(jia)約翰(han)·維(wei)勒(JohnWheeler)1978年提出并(bing)由科(ke)研人員于(yu)2007年進行的一項實(shi)驗(yan)(yan)表明,目前觀測的一顆(ke)粒(li)(li)子的行為會影響到另一顆(ke)粒(li)(li)子過去的行為。根據雙縫實(shi)驗(yan)(yan),如果你(ni)(ni)觀測到兩(liang)條細縫光(guang)穿(chuan)過,你(ni)(ni)逼迫它表現(xian)(xian)出粒(li)(li)子的特性,如果你(ni)(ni)不這么(me)做(zuo),而觀測它落(luo)入細縫之后在(zai)屏(ping)幕(mu)上的情形(xing)會發(fa)現(xian)(xian),它表現(xian)(xian)出波的特性。

但(dan)是(shi)如果你等待光(guang)透過細(xi)縫,然(ran)后觀(guan)(guan)測它穿過細(xi)縫的方(fang)式,這(zhe)將(jiang)逆動地逼迫光(guang)必須以粒子或者波的特性經過細(xi)縫。換(huan)句(ju)話(hua)說(shuo):因(yin)果關系具有(you)逆反性:現在(zai)會影響(xiang)(xiang)過去。當然(ran)這(zhe)項(xiang)實驗(yan)只(zhi)會影響(xiang)(xiang)幾(ji)分之一秒的時(shi)間,幾(ji)乎(hu)可以忽略。但(dan)維(wei)勒提出,可以以同樣的方(fang)式觀(guan)(guan)測來(lai)自遙(yao)遠恒星的光(guang),它在(zai)途中因(yin)為引力(li)作(zuo)用發(fa)(fa)生(sheng)了彎曲。這(zhe)意味著(zhu)現在(zai)觀(guan)(guan)測的事(shi)物(wu)會改變過去幾(ji)千年(nian)甚至幾(ji)百萬(wan)年(nian)發(fa)(fa)生(sheng)的事(shi)。

4.幾乎全部宇宙都看不見。

宇(yu)(yu)宙(zhou)中存(cun)在(zai)(zai)超(chao)過(guo)1000億個星系,每(mei)個星系都存(cun)在(zai)(zai)100萬(wan)至(zhi)一(yi)萬(wan)億顆恒星。我(wo)們的(de)(de)(de)太陽只(zhi)是中等大(da)(da)小,很多恒星都比它(ta)大(da)(da)得多。同時宇(yu)(yu)宙(zhou)中還存(cun)在(zai)(zai)大(da)(da)量可見的(de)(de)(de)物質。但(dan)這(zhe)些(xie)只(zhi)占宇(yu)(yu)宙(zhou)全部質量的(de)(de)(de)2%而(er)已(yi)。那些(xie)不(bu)可見的(de)(de)(de)物質我(wo)們稱之為“暗(an)(an)物質”,后者(zhe)大(da)(da)約是正常(chang)物質的(de)(de)(de)6倍多。更(geng)讓(rang)人困(kun)惑不(bu)已(yi)的(de)(de)(de)是,剩下的(de)(de)(de)是我(wo)們稱之為“暗(an)(an)能量”的(de)(de)(de)東西,它(ta)揭示了(le)宇(yu)(yu)宙(zhou)的(de)(de)(de)明顯擴張,然而(er),沒有人知道暗(an)(an)能量或者(zhe)暗(an)(an)物質是什么。

5.物質的移動速度可以超過光速,光速并非最快的。

在(zai)(zai)真空里光(guang)速(su)是(shi)恒(heng)定的(de)(de)(de)(de)(de)30萬(wan)千米每秒(miao)。然而光(guang)并非總在(zai)(zai)真空環境(jing)下移動(dong),比如在(zai)(zai)水里光(guang)子傳播速(su)度大約是(shi)前者的(de)(de)(de)(de)(de)3/4。在(zai)(zai)核(he)反應堆里,有的(de)(de)(de)(de)(de)粒(li)子被加速(su)到非常(chang)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度,如果它經(jing)過一個能夠(gou)將光(guang)速(su)減慢的(de)(de)(de)(de)(de)絕緣(yuan)介質(zhi)里,那么它的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度實際上(shang)比周圍光(guang)速(su)更快。當這個現象(xiang)發生(sheng)(sheng)時,它會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)一種名(ming)為切連科(ke)夫(fu)輻射(Cherenkovradiation)的(de)(de)(de)(de)(de)藍色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang),它類似于音爆(bao)現象(xiang),只(zhi)是(shi)對(dui)象(xiang)是(shi)光(guang)而已(yi)。

目前為(wei)止記(ji)錄最慢(man)的(de)光速(su)是通(tong)(tong)過被(bei)(bei)冷卻(que)到接近絕(jue)對零度的(de)銣的(de)速(su)度,為(wei)17米每秒——相當于38英里(li)每小(xiao)時(shi),在那個時(shi)候(hou)銣會形成一種被(bei)(bei)稱(cheng)為(wei)愛(ai)因斯坦(tan)凝聚態(tai)的(de)奇怪狀(zhuang)態(tai)。光也通(tong)(tong)過同(tong)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(ju)宇(yu)(yu)宙(zhou)目前的(de)(de)標(biao)準模型,可(ke)觀(guan)測(ce)到的(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)——包(bao)含(han)幾十億(yi)顆星系和上(shang)萬億(yi)顆恒(heng)星——只是(shi)(shi)(shi)平行存在(zai)的(de)(de)無限(xian)多(duo)個宇(yu)(yu)宙(zhou)中的(de)(de)其(qi)中一(yi)(yi)個,就像泡沫(mo)里的(de)(de)一(yi)(yi)個肥(fei)皂泡而已。由于存在(zai)無限(xian)多(duo)個宇(yu)(yu)宙(zhou),因此(ci)(ci)此(ci)(ci)刻上(shang)演(yan)了(le)(le)每(mei)一(yi)(yi)種可(ke)能(neng)(neng)。但是(shi)(shi)(shi)此(ci)(ci)刻可(ke)能(neng)(neng)發生(sheng)(sheng)的(de)(de)現象的(de)(de)數(shu)量(liang)卻是(shi)(shi)(shi)有限(xian)的(de)(de),這(zhe)是(shi)(shi)(shi)因為有限(xian)數(shu)量(liang)的(de)(de)事(shi)件會(hui)產生(sheng)(sheng)有限(xian)數(shu)量(liang)的(de)(de)結果,事(shi)件的(de)(de)數(shu)量(liang)可(ke)以非常巨(ju)大,但是(shi)(shi)(shi)有限(xian)的(de)(de)。所以此(ci)(ci)刻的(de)(de)這(zhe)件事(shi),作者(zhe)正在(zai)寫下(xia)以上(shang)這(zhe)些文(wen)(wen)字(zi),而讀(du)者(zhe)正在(zai)閱讀(du)這(zhe)樣的(de)(de)文(wen)(wen)字(zi),一(yi)(yi)定已經發生(sheng)(sheng)了(le)(le)無數(shu)多(duo)次。更令人(ren)驚訝不已的(de)(de)是(shi)(shi)(shi),我(wo)們(men)甚至(zhi)能(neng)(neng)夠(gou)算出距離我(wo)們(men)最近的(de)(de)二(er)重(zhong)生(sheng)(sheng)的(de)(de)位置:10的(de)(de)10次方(fang)至(zhi)10的(de)(de)28次方(fang)。

7.黑洞并不是黑的。

黑(hei)洞(dong)非常灰(hui)暗,但并(bing)不是(shi)黑(hei)的(de)。它(ta)略微(wei)發(fa)出整個光(guang)譜的(de)光(guang),包(bao)括可見光(guang)。這(zhe)種(zhong)輻(fu)射(she)(she)被稱為“霍金輻(fu)射(she)(she)”,該(gai)現象是(shi)由劍橋大學(xue)前盧卡斯(si)數學(xue)教授史蒂芬(fen)·霍金(StephenHawking)提出的(de)。由于黑(hei)洞(dong)持續(xu)發(fa)光(guang),它(ta)將(jiang)失去質量,最終蒸(zheng)發(fa),除非它(ta)找(zhao)到另一個質量源(yuan)維持它(ta)的(de)存在(zai),比如星際氣體或光(guang)。小(xiao)型黑(hei)洞(dong)與(yu)較大黑(hei)洞(dong)相比,考慮到自身(shen)的(de)質量,它(ta)釋(shi)放出的(de)輻(fu)射(she)(she)較多,所以如果某(mou)些理論是(shi)正確的(de),那么,大型強子對撞機通過(guo)粒子撞擊產生(sheng)的(de)微(wei)小(xiao)孔將(jiang)會幾乎(hu)立即蒸(zheng)發(fa)。科學(xue)家通過(guo)檢(jian)測輻(fu)射(she)(she)應該(gai)能夠觀(guan)測到這(zhe)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

根據狹義相對論(lun),并不存(cun)在過去、未來或者現在這樣的(de)(de)事。時(shi)(shi)間(jian)(jian)框架是相對的(de)(de):我(wo)有一個,你有一個,Gliese581的(de)(de)第三(san)個行(xing)星也有一個。我(wo)們(men)(men)的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)框架非常類似(si),是因為我(wo)們(men)(men)以(yi)相似(si)的(de)(de)速(su)度(du)(du)移(yi)動。如(ru)果(guo)我(wo)們(men)(men)以(yi)不同的(de)(de)速(su)度(du)(du)移(yi)動,我(wo)們(men)(men)將會發現我(wo)們(men)(men)衰老(lao)的(de)(de)速(su)度(du)(du)有快有慢。同樣的(de)(de),如(ru)果(guo)我(wo)們(men)(men)其(qi)中某人距(ju)離(li)類似(si)地球(qiu)這樣的(de)(de)引力源比其(qi)它(ta)人更近(jin),那么(me),他衰老(lao)的(de)(de)速(su)度(du)(du)也比其(qi)它(ta)人慢。GPS衛星移(yi)動速(su)度(du)(du)非常快,并且距(ju)離(li)地球(qiu)非常遠,因此它(ta)們(men)(men)內(nei)部的(de)(de)時(shi)(shi)鐘顯示的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)與地球(qiu)表(biao)面的(de)(de)有所不同。

9.這里的粒子可以同時影響宇宙另一端的另一顆粒子。

當電子(zi)(zi)(zi)遇(yu)到它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)物質(zhi)——正電子(zi)(zi)(zi),兩(liang)(liang)者會(hui)湮滅并(bing)釋放能(neng)量,兩(liang)(liang)個(ge)(ge)光子(zi)(zi)(zi)都會(hui)隨著爆炸(zha)消失。亞原子(zi)(zi)(zi)粒子(zi)(zi)(zi),諸如光子(zi)(zi)(zi)和夸(kua)克(ke),都有一(yi)(yi)種名為(wei)“旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)”的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征,但它(ta)并(bing)非(fei)真的(de)(de)(de)(de)(de)在(zai)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan),但它(ta)們(men)表現出似乎(hu)在(zai)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)性。當兩(liang)(liang)者同(tong)時(shi)(shi)產生(sheng)時(shi)(shi),它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)方向必(bi)須能(neng)夠互相抵(di)消:也就是兩(liang)(liang)者的(de)(de)(de)(de)(de)行為(wei)恰恰相反(fan)。由于量子(zi)(zi)(zi)行為(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)可(ke)預測(ce)性,我(wo)(wo)們(men)幾乎(hu)無法事先確定(ding)(ding)哪一(yi)(yi)顆粒子(zi)(zi)(zi)“順時(shi)(shi)針(zhen)”轉(zhuan)而另(ling)一(yi)(yi)顆“逆(ni)時(shi)(shi)針(zhen)”轉(zhuan)。直到我(wo)(wo)們(men)觀測(ce)到其中一(yi)(yi)顆粒子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan),才可(ke)以確定(ding)(ding)兩(liang)(liang)者都在(zai)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)。然而,更詭異的(de)(de)(de)(de)(de)是,當你(ni)觀測(ce)到一(yi)(yi)顆粒子(zi)(zi)(zi)時(shi)(shi),它(ta)可(ke)能(neng)忽然順時(shi)(shi)針(zhen)轉(zhuan)或(huo)逆(ni)時(shi)(shi)針(zhen)轉(zhuan),無論它(ta)朝(chao)(chao)哪個(ge)(ge)方向轉(zhuan),另(ling)一(yi)(yi)個(ge)(ge)粒子(zi)(zi)(zi)都是同(tong)時(shi)(shi)朝(chao)(chao)著反(fan)方向轉(zhuan),即使這(zhe)顆粒子(zi)(zi)(zi)可(ke)能(neng)位于宇宙的(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一(yi)(yi)端。這(zhe)一(yi)(yi)現象已經在(zai)實驗(yan)中出現過。

10.你移動速度越快,質量越大

如(ru)果你奔跑速(su)(su)(su)(su)度(du)(du)非常(chang)快,那么(me)你的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)會(hui)增(zeng)加(jia)。這種質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)上升并(bing)非永(yong)久性的(de)(de)(de)(de),只是(shi)(shi)暫時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de),并(bing)且增(zeng)加(jia)的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)非常(chang)少。光速(su)(su)(su)(su)是(shi)(shi)宇宙的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)(su)度(du)(du)極(ji)限,如(ru)果某樣(yang)事物(wu)以接近光速(su)(su)(su)(su)的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)(su)度(du)(du)移(yi)動,如(ru)果你幫忙推一把,它的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)(su)度(du)(du)也不能(neng)增(zeng)加(jia)太多,但(dan)是(shi)(shi)如(ru)果你給與它額外的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang),那么(me)能(neng)量(liang)(liang)就會(hui)轉為物(wu)質(zhi)。根據(ju)相對論,質(zhi)量(liang)(liang)和能(neng)量(liang)(liang)是(shi)(shi)等同(tong)的(de)(de)(de)(de)。你投入的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)越多,質(zhi)量(liang)(liang)越大。這在(zai)人類的(de)(de)(de)(de)移(yi)動速(su)(su)(su)(su)度(du)(du)方(fang)面是(shi)(shi)可以忽略的(de)(de)(de)(de),但(dan)是(shi)(shi)當你的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)(su)度(du)(du)可以與光速(su)(su)(su)(su)相媲美的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)候,那么(me)質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)將是(shi)(shi)迅速(su)(su)(su)(su)而明顯的(de)(de)(de)(de)。

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標簽: 宇宙探索
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