细思极恐的问题,如果一颗直径为1普朗克长度(1.6x10^-35米)的粒子穿透身体人会死吗

发布时间: 2023-09-08 10:00:39 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 85

关于宇宙虫洞,我想问一个也许你觉得幼稚错误的问题.虫洞是否能达到整个星球或更大的物体可以穿越.,rnrn如果上面可以的话.,...

细思极恐的问题,如果一颗直径为1普朗克长度(1.6x10^-35米)的粒子穿透身体人会死吗

关于宇宙虫洞,我想问一个也许你觉得幼稚错误的问题.

虫洞是否能达到整个星球或更大的物体可以穿越. rnrn如果上面可以的话. 在我们视野所看到的宇宙内,发生那么几个有多大概率. 如果真发生的话,那么我们的视野应该发生这样的变化,那就是,在天空中的某颗星突然消失,同时在天空的某一角落发现一颗同样的星体突然出现. rnrn再假设的话,如果我们地球或更大的范围有穿越过黑洞的话,那就更不可思议的现象发生了. 如果地球以前有穿越过黑洞,那么我们也许有一天会发现天空中出现一个与地球结构相似(至少应该相似)的星球,但那星球或许正是我们住的地球在远久以前的影子. 因为穿越虫洞,我们到了一个异常遥远的宇宙另一端,而我们地球发出的光,却在遥遥若干年之后才到达我们的所到的位置. rnrn如果你觉得上面是错误的,请指出. 谢谢..
黑洞加白洞=虫洞。有的学者认为,黑洞与白洞时连在一起的,一个吸收物质,一个吐出物质。只不过这两个东西可能存在于不同的宇宙中,而虫洞就是两个宇宙的通道。白洞所的宇宙就婴儿宇宙和黑洞(虫洞)的解释:
落到黑洞中去已成为科学幻想中的恐怖一幕。现在黑洞已在事实上被说成是科学的现实,而非科学的幻想。正如我所要描述的,我们已有很强的理由预言黑洞必然存在。观测证据强烈地显示,在我们自身的银河系中有些黑洞,而在其他星系中则更多。

当然,科学幻想作家真正做到家的是,他们为你描述如果你真的掉到一颗黑洞中去将会发生什么。不少人认为,如果黑洞在旋转的话,你便可穿过时空的一个小洞而到宇宙的另一个区域去。这显然产生了空间旅行的可能性。如果我们要想到别的恒星,且不说到别的星系去的旅行在未来成为现实,这的确是我们梦寐以求的东西。否则的话,没有东西可比光旅行得更快的这一事实意味着,到最邻近的恒星的来回路途至少需要花八年时间。这就是到a---半人马座度周未所需要的时间!另一方面,如果人们能穿过一颗黑洞,就可在宇宙中任何地方重新出现。怎么选取你的目的还不很清楚,最初你也许想到处女座度假,而结果却到了蟹状星云。

我要非常遗憾地告诉你未来的星系旅行家们,这个场景是行不通的。如果你跳进一颗黑洞,就会被撕成粉碎。然而,在某种意义上,构成你身体的粒子会继续跑到另一个宇宙中去。我不清楚,某个黑洞中被压成意大利面条的人,如果得知他的粒子也许能存活的话,是否对他是很大的安慰。

尽管我在这里采用了稍微轻率的语气,这篇讲演却是基于可靠的科室作根据。我在这里讲的大部分现在已得到在这个领域作研究的其他科学家的赞同,尽管这是发生在新近的事。然而,这篇讲演的最后部分是根据还没有达成共识的最近的工作。它引起了巨大的兴趣和激动。

虽然我们现在称作黑洞的概念可以回溯到二百多年前,但是摵诙磾这个名字是晚到1967年才由美国物理学家约翰·惠勒提出来的。这真是一项天才之举:这个名字本身就保证黑洞进入科学幻想的神秘王国。为原先没有满意名字的某种东西提供确切的名字也刺激了科学研究。在科学中不可低估好名字的重要性。

尽我所知,首先讨论黑洞的是一位名叫约翰·米歇尔的剑桥人,他在1783年写了一篇有关的论文。他的思想如下:假设你在地球表面上向上点燃一颗炮弹。在它上升的过程中,其速度由于引力效应而减慢。它最终会停止上升而落回到地球上。然而,如果它的初速度大于某个临界值,它将永远不会停止上升并落回来,而是继续向外运动。这个临界速度称为逃逸速度大约为每秒七英里,太阳的逃逸速度大约为每秒一百英里。这两个速度都比实际炮弹的速度大,但是它们比起光速来就太小了,光速是每秒186000英里。这表明引力以未免的影响甚微,光可以毫无困难地从地球或太阳逃逸。可是,米歇尔推论道,也许可能有这样的一颗恒星,它的质量足够大而尺度足够小,这样它的逃逸速度就比光速还大。因为从该恒星表面发出的光会被恒星的引力场拉曳回去,所以它不能到达我们这里,因此我们不能看到这颗恒星。然而,我们可以根据它的引力场作用到附近物体上的效应检测到它的存在。

把光当作炮弹处理是不自治的。根据在1897年进行的一项实验,光线总是以恒常速度旅行。那么引力怎么能把光线减慢呢?直到1915年爱因斯坦提出广义相对论后,人们才有了引力对光线效应的自治理论。尽管如此,直到本世纪六十年代,人们才广泛意识到这个理论对老的恒星和其他重质量物体的含义。

根据广义相对论,空间和时间一起被认为形成称作时空的四维空间。这个空间不是平坦的,它被在它当中的物质和能量所畸变或者弯曲。在向我们传来的光线或者无线电波于太阳附近受到的弯折中可以观测到这种曲率。在光线通过太阳邻近的情形时,这种弯折就会厉害到这种程度,即从太阳表面发出的光线不能逃逸出来,它被太阳的引力场拉曳回去。根据相对论,没有东西可以比光旅行得更快,这样就存在一个任何东西都不能逃逸的区域。这个区域就叫做黑洞。它的边界称为事件视界。它是由刚好不能从黑洞逃出而只能停留在边缘上徘徊的光线形成的。
回答者:快跑廖海 - 助理 二级 5-11 20:28

我说是黑洞和虫洞应该是连在一起的。也就是说。黑洞就像是一个门。虫洞就是另个门。从黑洞进。在从虫洞出来。不过就是不明白进黑洞后是不是真的像人们说的一进去就出不来了呢。还是要经过什么强大的磁场在从虫洞洞出来呢。是不是这样的呢。希望有人能说下。谢谢
回答者:wuxingshuyu - 试用期 一级 5-13 20:05

60多年前,爱因斯坦提出了“虫洞”理论。那么,“虫洞”是什么呢?简单地说,“虫洞”是宇宙中的隧道,它能扭曲空间,可以让原本相隔亿万公里的地方近在咫尺。

早在20世纪50年代,已有科学家对“虫洞”作过研究,由于当时历史条件所限,一些物理学家认为,理论上也许可以使用“虫洞”,但“虫洞”的引力过大,会毁灭所有进入的东西,因此不可能用在宇宙航行上。

随着科学技术的发展,新的研究发现,“虫洞”的超强力场可以通过“负质量”来中和,达到稳定“虫洞”能量场的作用。科学家认为,相对于产生能量的“正物质”,“反物质”也拥有“负质量”,可以吸去周围所有能量。像“虫洞”一样,“负质量”也曾被认为只存在于理论之中。不过,目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界,并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。

据美国华盛顿大学物理系研究人员的计算,“负质量”可以用来控制“虫洞”。他们指出,“负质量”能扩大原本细小的“虫洞”,使它们足以让太空飞船穿过。他们的研究结果引起了各国航天部门的极大兴趣,许多国家已考虑拨款资助“虫洞”研究,希望“虫洞”能实际用在太空航行上。

宇航学家认为,“虫洞”的研究虽然刚刚起步,但是它潜在的回报,不容忽视。科学家认为,如果研究成功,人类可能需要重新估计自己在宇宙中的角色和位置。现在,人啾弧袄А痹诘厍蛏希��叫械阶罱�囊桓鲂窍担���枰��倌晔奔洌�悄壳叭死嗖豢赡馨斓降摹5�牵�蠢吹奶�蘸叫腥缡褂谩俺娑础保�敲匆凰布渚湍艿酱镉钪嬷幸T兜牡胤健?

据科学家观测,宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”,但很少有直径超过10万公里的,而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机,可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”。

科学家指出,如果把“负质量”传送到“虫洞”中,把“虫洞”打开,并强化它的结构,使其稳定,就可以使太空飞船通过。资料由different不同搜集

旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞,你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。
白洞有可能离黑洞十分远;实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是,一个时空区域,除了虫洞本身,完全和我们在的区域没有连接。一个位置方便的虫洞会给我们一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离,甚至旅行到另一个宇宙。或许虫洞的出口停在过去,这样你可以通过它而逆着时间旅行。总的来说,它们听起来很酷。
但在你认定那个理论正确而打算去寻找它们之前,你因该知道两件事。首先,虫洞几乎可以肯定不存在。正如我们上面我们说到白洞时,只因为它们是方程组有效的数学解并不表明它们在自然中存在。特别的,当黑洞由普通物质坍塌形成(包括我们认为存在的所有黑洞)并不会形成虫洞。如果你掉进其中的一个,你并不会从什么地方跳出来。你会撞到奇点,那是你唯一可去的地方。
还有,即使形成了一个虫洞,它也被认为是不稳定的。即使是很小的扰动(包括你尝试穿过它的扰动)都会导致它坍塌。
最后,即使虫洞存在并且是稳定的,穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射(来自附近的恒星,宇宙的微波背景等等)将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时,你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现,几乎何以说是和黑洞同时的。
物 理 学 家 一 直 认 为 , 虫 洞 的 引 力 过 大 , 会 毁 灭 所 有 进 入 它 的 东 西 , 因 此 不 可 能 用 在 宇 宙 旅 行 之 上 。
黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接,当然,这种连接无论是如何的将强,它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。

虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具,它还开宇宙的正常时空中出现,成为一个突然出现在宇宙中的超空间管道。

虫洞没有视界,踏有的仅仅是一个和外界的分解面。虫洞通过这个分解面和超空间连接,但是在这里时空曲率不是无限大。就好比在一个在平面中一条曲线和另一条曲线相切,在虫洞的问题中,它就好比是一个四维管道和一个三维的空间相切,在这里时空曲率不是无限大。因而我们现在可以安全地通过虫洞,而不被巨大的引力所摧毁。
虫洞的存在,依赖于一种奇异的性质和物质,而这种奇异的性质,就是负能量。只有负能量才可以维持虫洞的存在,保持虫洞与外界时空的分解面持续打开。
根据参照系的不同,负能量是十分容易实现的。在物体以近光速接近虫洞的时候,在虫洞的周围的能量自然就成为了负的。因而以接近光速的速度可以进入虫洞,而速度离光速太大,那么物体是无论如何也不可能进入虫洞的。这个也就是虫洞的特殊性质之一。
我们先来看在黑洞中的虫洞,也就是史瓦西喉和奇点周围形成的子宇宙。

黑洞周围的量子真空涨落在黑洞巨大引力的作用下,会被黑洞的引力能“喂”大,成为十分的能量辐射。这种能量会毫不留情地将一切形式的虫洞摧毁。

在没有黑洞包围的虫洞中,由于同样的没有黑洞巨大引力的“喂养”,虫洞本身也不可能开启太久。虫洞有很大几率被随机打开,但是有更大的几率突然消失。虫洞打开的时间十分短,仅仅是几个普朗克时间。在如此短的“寿命”中,即使是光也不可能走完虫洞的一半旅途,而在半路由于虫洞的消失而在整个时空中消失,成为真正的四维时空组旅行者。

而且,在没有物体通过虫洞的时候,虫洞还比较“长寿”,而一旦有物体进入了虫洞,如果这个物体是负能量的,那么还好,虫洞会被撑开;但是如果物体是正能量的,那么虫洞会在自己“自然死亡”以前就“灭亡”掉。而在宇宙中,几乎无时无刻不存在能量辐射通过宇宙的每一个角落,而这些辐射都是正能量的,因此几乎可以肯定,在自然情况下是不存在虫洞的。

虫洞的自然产生机制有两种:

其一,是黑洞的强大引力能;

其二,是克尔黑洞的快速旋转,其伦斯——梯林效应将黑洞周围的能层中的时空撕开一些小口子。这些小口子在引力能和旋转能的作用下被击穿,成为一些十分小的虫洞。这些虫洞在黑洞引力能的作用下,可以确定它们的出口在那里,但是现在还不可能完全完成,因为量子理论和相对论还没有完全结合
资料由different不同搜集

虫洞的出现,几乎何以说是和黑洞同时的。

在史瓦西发现了史瓦西黑洞以后,理论物理学家们对爱因斯坦常方程的史瓦
西解进行了几乎半个世纪的探索。包括上面说过的克尔解、雷斯勒——诺斯特朗
姆解以及后来的纽曼解,都是围绕史瓦西的解研究出来的成果。我在这里将介绍
给大家的虫洞,也是史瓦西的后代。

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虫洞在史瓦西解中第一次出现,是当物理学家们想到了白洞的时候。他们通
过一个爱因斯坦的思想实验,发现时空可以不是平坦的,而是弯曲的。在这种情
况下,我们会十分的发现,如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径,也就
是视界的地方是与原来的时空完全垂直的。在不是平坦的宇宙时空中,这种结构
就以为着黑洞的视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合,然后在那里产生一
个洞。这个洞可以是黑洞,也可以是白洞。而这个弯曲的视界,叫史瓦西喉,也
就是一种特定的虫洞。

自从在史瓦西解中发现了虫洞,物理学家们就开始对虫洞的性质感到好奇。

我们先来看一个虫洞的经典作用:连接黑洞和白洞,成为一个爱因斯坦——
罗森桥,将物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子,然后通过这个虫洞(即
爱因斯坦——罗森桥)被传送到这个白洞乃�冢�⑶冶环�涑鋈ァ?

当然,前面说的仅仅是虫洞作为一个黑洞和白洞之间传送物质的道路,但是
虫洞的作用远不只如此。

黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接,当然,这种连接无论是如何的将强,
它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。

虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具,它还开宇宙的正常时空中出现,成为
一个突然出现在宇宙中的超空间管道。

虫洞没有视界,踏有的仅仅是一个和外界的分解面。虫洞通过这个分解面和
超空间连接,但是在这里时空曲率不是无限大。就好比在一个在平面中一条曲线
和另一条曲线相切,在虫洞的问题中,它就好比是一个四维管道和一个三维的空
间相切,在这里时空曲率不是无限大。因而我们现在可以安全地通过虫洞,而不
被巨大的引力所摧毁。

那么虫洞都有些什么性质呢?

利用相对论在不考虑一些量子效应和除引力以外的任何能量的时候,我们得
到了一些十分简单、基本的关于虫洞的描述。这些描述十分重要,但是由于我们
研究的重要是黑洞,而不是宇宙中的洞,因此我在这里只简单介绍一下虫洞的性
质,而对于一些相关的理论以及这些理论的描述,这里先不涉及。

虫洞有些什么性质呢?最主要的一个,是相对论中描述的,用来作为宇宙中
的告诉火车。但是,虫洞的第二个重要的性质,也就是量子理论告诉我们的东西
又明确的告诉我们:虫洞不可能成为一个宇宙的告诉火车。虫洞的存在,依赖于
一种奇异的性质和物质,而这种奇异的性质,就是负能量。只有负能量才可以维
持虫洞的存在,保持虫洞与外界时空的分解面持续打开。当然,狄拉克在芬克尔
斯坦参照系的基础上,发现了参照系的选择可以帮助我们更容易或者难地来分析
物理问题。同样的,负能量在狄拉克的另一个参照系中,是非常容易实现的,因
为能量的表现形式和观测物体的速度有关。这个结论在膜规范理论中同样起到了
十分重要的作用。根据参照系的不同,负能量是十分容易实现的。在物体以近光
速接近虫洞的时候,在虫洞的周围的能量自然就成为了负的。因而以接近光速的
速度可以进入虫洞,而速度离光速太大,那么物体是无论如何也不可能进入虫洞
的。这个也就是虫洞的特殊性质之一。

但是虫洞并没有这么太平。前面说的是在安静的相对论中的虫洞,在暴躁的
量子理论中,虫洞的性质又有了十分重要的变化。

我们想先来看在黑洞中的虫洞,也就是史瓦西喉和奇点周围形成的子宇宙。

黑洞周围的量子真空涨落在黑洞巨大引力的作用下,会被黑洞的引力能“喂”

大,成为十分的能量辐射。这种能量会毫不留情地将一切形式的虫洞摧毁。

在没有黑洞包围的虫洞中,由于同样的没有黑洞巨大引力的“喂养”,虫洞
本身也不可能开启太久。虫洞有很大几率被随机打开,但是有更大的几率突然消
失。虫洞打开的时间十分短,仅仅是几个普朗克时间。在如此短的“寿命”中,
即使是光也不可能走完虫洞的一半旅途,而在半路由于虫洞的消失而在整个时空
中消失,成为真正的四维时空组旅行者。

而且,在没有物体通过虫洞的时候,虫洞还比较“长寿”,而一旦有物体进
入了虫洞,如果这个物体是负能量的,那么还好,虫洞会被撑开;但是如果物体
是正能量的,那么虫洞会在自己“自然死亡”以前就“灭亡”掉。而在宇宙中,
几乎无时无刻不存在能量辐射通过宇宙的每一个角落,而这些辐射都是正能量的,
因此几乎可以肯定,在自然情况下是不存在虫洞的。

那么虫洞是如何产生的呢?

虫洞的自然产生机制有两种:

其一,是黑洞的强大引力能;

其二,是克尔黑洞的快速旋转,其伦斯——梯林效应将黑洞周围的能层中的
时空撕开一些小口子。这些小口子在引力能和旋转能的作用下被击穿,成为一些
十分小的虫洞。这些虫洞在黑洞引力能的作用下,可以确定它们的出口在那里,
但是现在还不可能完全完成,因为量子理论和相对论还没有完全结合。(资料由different不同搜集)

还有一些文章,你自己点击看:
本文地址http://tech.163.com/04/1101/17/144AAINI0009rt.html
关于虫洞的诗歌:
http://ziqu.netsh.com/bbs/665199/12/18242.html
科学上的看法:
http://218.108.46.75/hzwl/Article_Show.asp?ArticleID=241
什么是虫洞:
http://www.qglt.com/bbs/ReadFile?whichfile=35114&typeid=43
回答者:different不同 - 经理 五级 5-18 18:32

物质现象的总和。广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统。后者往往称作可观测宇宙、我们的宇宙,现在相当于天文学中的“总星系”。

2003年2月份,美国国家航空航天局曾向全世界公布他们有关宇宙年龄的研究成果。根据其公布的资料显示,宇宙年龄应该为137亿岁。2003年11月份,国际天体物理学研究小组宣称,宇宙的确切年龄应该是141亿岁。地球的形成大约是距今45亿年。

词源考察 在中国古籍中最早使用宇宙这个词的是《庄子·齐物论》。“宇”的含义包括各个方向,如东西南北的一切地点。“宙”包括过去、现在、白天、黑夜,即一切不同的具体时间。战国末期的尸佼说:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。”“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。与宇宙相当的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近。

在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc ,在德语中叫kosmos ,在法语中叫cosmos。它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序。但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。此词与universitas有关。在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。在最广泛的意义上,universitas 又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造。

宇宙观念的发展 宇宙结构观念的发展 远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪 ,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹。

最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张天体和我们所居住的大地都是球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终证实。

公元2世纪,C.托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动,月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星视运动的不均匀性,他还认为行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年,N.哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于宇宙中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。1609年,J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,G.伽利略则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年,I.牛顿提出了万有引力定律,深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础。在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。

在哥白尼的宇宙图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点。1584年,G.布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。18世纪中叶,T.赖特、I.康德和J.H.朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。F.W.赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,从而奠定了银河系概念的基础。在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂,以及许多人对银河系直径、厚度的测定,科学的银河系概念才最终确立。

18世纪中叶,康德等人还提出,在整个宇宙中,存在着无数像我们的天体系统(指银河系)那样的天体系统。而当时看去呈云雾状的“星云”很可能正是这样的天体系统。此后经历了长达170年的曲折的探索历程,直到1924年,才由E.P.哈勃用造父视差法测仙女座大星云等的距离确认了河外星系的存在。

近半个世纪,人们通过对河外星系的研究,不仅已发现了星系团、超星系团等更高层次的天体系统,而且已使我们的视野扩展到远达200亿光年的宇宙深处。

宇宙演化观念的发展 在中国,早在西汉时期,《淮南子·俶真训》指出:“有始者,有未始有有始者,有未始有夫未始有有始者”,认为世界有它的开辟之时,有它的开辟以前的时期,也有它的开辟以前的以前的时期。《淮南子·天文训》中还具体勾画了世界从无形的物质状态到浑沌状态再到天地万物生成演变的过程。在古希腊,也存在着类似的见解。例如留基伯就提出,由于原子在空虚的空间中作旋涡运动,结果轻的物质逃逸到外部的虚空,而其余的物质则构成了球形的天体,从而形成了我们的世界。

太阳系概念确立以后,人们开始从科学的角度来探讨太阳系的起源。1644年,R.笛卡尔提出了太阳系起源的旋涡说;1745年,G.L.L.布丰提出了一个因大彗星与太阳掠碰导致形成行星系统的太阳系起源说;1755年和1796年,康德和拉普拉斯则各自提出了太阳系起源的星云说。现代探讨太阳系起源z的新星云说正是在康德-拉普拉斯星云说的基础上发展起来。

1911年,E.赫茨普龙建立了第一幅银河星团的颜色星等图;1913年,H.N.罗素则绘出了恒星的光谱-光度图,即赫罗图。罗素在获得此图后便提出了一个恒星从红巨星开始,先收缩进入主序,后沿主序下滑,最终成为红矮星的恒星演化学说。1924年 ,A.S.爱丁顿提出了恒星的质光关系;1937~1939年,C.F.魏茨泽克和贝特揭示了恒星的能源来自于氢聚变为氦的原子核反应。这两个发现导致了罗素理论被否定,并导致了科学的恒星演化理论的诞生。对于星系起源的研究,起步较迟,目前普遍认为,它是我们的宇宙开始形成的后期由原星系演化而来的。

1917年,A.爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个“静态、有限、无界”的宇宙模型,奠定了现代宇宙学的基础。1922年,G.D.弗里德曼发现,根据爱因斯坦的场方程,宇宙不一定是静态的,它可以是膨胀的,也可以是振荡的。前者对应于开放的宇宙,后者对应于闭合的宇宙。1927年,G.勒梅特也提出了一个膨胀宇宙模型。1929年,哈勃发现了星系红移与它的距离成正比,建立了著名的哈勃定律。这一发现是对膨胀宇宙模型的有力支持。20世纪中叶,G.伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型,他们还预言,根据这一模型,应能观测到宇宙空间目前残存着温度很低的背景辐射。1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。从此,许多人把大爆炸宇宙模型看成标准宇宙模型。1980年,美国的古斯在热大爆炸宇宙模型的 基础上又进一步提出了暴涨宇宙模型。这一模型可以解释目前已知的大多数重要观测事实。

宇宙图景 当代天文学的研究成果表明,宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。

层次结构 行星是最基本的天体系统。太阳系中共有九大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。除水星和金星外,其他行星都有卫星绕其运转,地球有一个卫星——月球,土星的卫星最多,已确认的有17颗。行星、小行星、彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系。太阳占太阳系总质量的99.86%,其直径约140万千米,最大的行星木星的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米。有证据表明,太阳系外也存在其他行星系统。2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统——银河系。银河系中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球状的空间内,从侧面看很像一个“铁饼”,正面看去�则呈旋涡状。银河系的直径约10万光年,太阳位于银河系的一个旋臂中,距
什么是虫洞?如果他们真的存在,他们是怎么产生又是怎么运作的呢?

虫洞是链接两个空间的隧道。理论上,即使虫洞的两端相隔得非常远,它也可以让你在极短得时间内跨越遥远的距离。

如果虫洞的一端是学校,而另一端是你的家,那么通过虫洞往来于你的家与学校间就只一步之遥了。而虫洞的另一端甚至可以是另一个星系里的星球,它可以让你轻松的到达那里。

因此,虫洞非常有趣,常常出现在科幻小说中。

但问题是,在我们的认知范围内,虫洞并不存在于我们的宇宙之中。

我们没有找到任何证据证明他们存在,对于他们的形成也没有任何的解说。

但是虫洞的存在并不违背我们现有的宇宙论,所以我们可以认为虫洞在理论上是存在的。

在科学世界里,一则理论是描述现象能在现实中发生或可能发生的猜想或途径。你应该听过一百年前爱因斯坦提出的“广义相对论”,它介绍了“重力”这种让我们站在地球上、让地球绕着太阳转的东西。这则理论同样从数学角度描述了虫洞。

那么理论上,虫洞是怎么运转的呢?

首先,我们思考一种叫“时空”的东西。我们常常把它想象成一张有弹性的网布,宇宙中所有的东西都在这张网布中。

凭借对“时空”的想象,我们看到了二维平面。在这张网布上行走的人可以选择两种行动方向:向前/向后或者向左/向右。在现实中,空间是三维的:你可以上下跳跃。

事实上,还有一个第四维空间:时间。你可能不觉得“时间”是一个维度,但物理学家却是这么认为的。把所有空间维度结合起来,得到的就是“时空”。

回到虫洞的话题,想象我们要在时空网布上旅行,假设是从家里到另一个遥远的星球,即使我们乘坐宇宙飞船,这段距离也需要成千上万年甚至更久才能跨越。

但如果我们能够把这张网布折叠起来,让我们的家和这颗星球在一条直线上,再钻一个链接两层时空的洞呢?那将是一条能大大缩短旅行时间的捷径。

那么,我们可以在两层时空之间钻一个洞吗?

没有人知道要怎么做,也没有人知道虫洞是否真的能在现实中被制造出来,但单纯想一想就非常有趣了,而且这对我们 探索 宇宙有很大的帮助。

虫洞(或称爱因斯坦-罗森桥)是链接时空中两个点的猜想的结构。它的依据是利用雅可比矩阵和行列式求解爱因斯坦场方程的特殊解。虫洞可以被看成空间中两个点之间的隧道(例如不同地点或不同时间点)。更准确地说,它是时空连接体的超验双射,是在反德西特空间中显现出来的卡拉比-丘流形的渐进投影。

虫洞符合广义相对论,但他们是否真的存在还是未知。

虫洞可以缩短距离,大到十亿光年、小到几米距离。它可以链接宇宙或不同的时间点。

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. theconversation

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理论上虫洞是可以达到整个星球或更大的物体可以穿越的,前提是超越光速.进入虫洞的物质由于速度比光速快,物体质量的变化可以用洛仑兹变换理论解释.虫洞理论的新解释:[x^2 y^2 z^2-(c*t)^2]^1/2=Ω x、y、z表示两个事件发生地点的三维距离c是光速t是两个事件在时间轴上的差距(就是相隔的时间)Ω就是两件事件的距离(以长度单位作量纲)。时间项之所以用减号,是因为时间是虚数,其平方为负。 由此可见,光的轨迹是时空的测地线,就是在时空上的两点最短距离是光运行轨迹,但是,在遇到大质量时,光就不行直线。那么,我们就可通过两点的直线距离来以亚光速超越光速(光行经的距离大于我行经的距离)。 比如在地球上有两点,则光会在地球表面以测地线为轨迹从一点到另一点。而我则钻穿地面,在地底以直线钻过去,那么,由于我的行程小于光的行程,于是我就有可能在同一时间里比光先到达,即在某种意义上超越了光速。 进入虫洞时,由于速度不断增加,m不就会趋向无穷大啦?这样,不就会引起坍塌?实际上,根据f=ma的变形:a=f/m中,我们看到加速度其实是与质量成反比的,将上面洛仑兹变换代入,便可得到:a=f/(m/(1-v^2/c^2)^1/2)当物体速度v十分大时,加速度a趋向于0,但另一方面,引力会随距离的接近变大:f=G*((m1*m2)/r^2),再代入,得:a=(G*((m1*m2)/r^2))/(m/(1-v^2/c^2)^1/2)。
虫洞只是理论运算的产物,而在计算中他穿越的是时空,也即是说它到底穿过的是空间轴还是时间轴或是两者的混合都不清楚。
现在研究最可能出现的是量子级的虫洞,达到我们可视的宏观以及的基本不会存在。

像你所描绘的穿越黑洞不可能,内部的高温高压及强引力会使进入的物质都还原为基本粒子汤。即便真有虫洞连接另一头,出来的也只会是高能粒子流了。
是的,真实存在。虫洞不能被直接或间接观察,但它确实存在于爱因斯坦广义相对论场方程的解中。对于那些不每天处理雅可比矩阵的人来说,这意味着我们可以把宇宙分解成许多不同的部分,然后用数学方程来说明这些部分如何结合在一起。这些场方程就像脚手架,或者在其上面建立了宇宙。描述广义相对论或引力如何工作的方程不要求但允许虫洞存在。换句话说,广义相对论场方程的一个可能解是在时空中连接两点的虫洞。虫洞不仅纯粹是理论上的认知,也有一些使虫洞变为现实的已知的问题,即使在爱因斯坦场方程之外的数学中也是如此。首先,它们是不稳定的,会很快崩溃。 如果隧道不断坍塌,任何时空旅行者都无法到达隧道的另一端。 然而物理学家已经发现,利用奇异物质的存在可以保持一个虫洞的开放, 所以这些都不会失去。外来物质,不要与暗物质混淆,是一种具有负能量密度和负压力的物质,被排斥而不是被引力吸引。到目前为止,奇异物质通常以粒子的形式出现在量子实验中,因此没有人知道是否有足够的奇异物质可以在一个地方形成一个虫洞。

黑洞详情及相对论内容

黑洞成因、带来的影响、相对论中所提到的、关于超越光速就能穿越时空这一说的详细解释。
黑洞是一个时空的黑暗区,由一些质量颇大的星体经重力塌缩后,所剩余的东西就成了黑洞。它的基本特徵是有一个封闭的视界,这视界就是黑洞的边界,一切外来的物质和辐射可以进入这视界以内,但视界内任何物质都不能从里面跑出来。我们可用一句”有入无出”来形容它。

黑洞产生之谜?

当一颗质量相当大的星体之核能耗尽(超新星爆发)后,残骸质量比太阳质量高3倍的恒星核心会演化成黑洞(若中子星有伴星,而中子星吸收足够伴星的物质,也能演化成黑洞)。在黑洞内,没有任何向外力能维持与重力平衡,因此,核心会一直塌缩下去,形成黑洞。

当物质掉进了事界,纵使以光速计算,也不能再走出来。

爱因斯坦以几何角度把黑洞解释为空间扭曲的洞,物质随空间而行,如果空间本身就是洞,是没有物质可逃出的。

黑洞分为四种:

恒星演化出来的黑洞、原始黑洞、重量级黑洞和研究中的中量级黑洞。

黑洞也有界限?

当一个黑洞形成后,所有物质都会向中心塌缩成一个非常细小的质点,称为奇点,黑洞的表面层称为「事件穹界」。

而这表面层和中心奇点的距离就是史瓦半径。任何物质要从黑洞的史瓦半径跑到外面去,它的逃离速度便要大於光速。

但根据狭义相对论,光速是速度的极限,因此,一切物质到了事件穹界便扯向中心的奇点,永不能逃出来。

黑洞是看不见的吗?

黑洞是个因为重力太强以致连速度最快的光也无法脱离的天体。黑洞周围的时空也受到重力的影响而扭曲,产生了一个"事地平面",任何物质只要被它吞噬就再也逃脱不出这范围,它的半径称为"重力半径"。由於连光也无法脱离,所以无法看到事象平面之内侧。

黑洞之发现?

於1990年4月27日,哈勃太空望远镜 Hubble Space Telescope的启用,为人类探索太空揭开了新的一页,虽然在制造时出了错误,使影像大打折扣,可是仍对天文学有莫大的贡献。

近来,人类对一直只是存在於理论范畴内的黑洞,已透过哈勃太空望远镜,有了进一步的证据。於仙女座大星系M31附近的M32发现了一个质量大於太阳三百万倍的黑洞。M32是在我们的银河系附近,距离地球2.3百万光年的星系。它是人类所知密度最高的星系,於直径只有一千光年的范围内(我们的银行河系直径约十万光年),包含了四百万颗星,中心和密度是我们的银河系100个一百万倍左右。假设你生活於M32中心的行星上,你会见到一个密布星光的夜光,光度比一百倍满月还要亮。科学家是由星星於该星系的活动,及其中心密度而推测的。此星系内之星星移动速度较其它一般星系每秒快了100公里。

齐来寻找黑洞吧!

由於黑洞不能发出光线,体积又非常细小,所以是不可能用天文望远镜规测得到地的。但根据理论,如果一对双星中的伴星是黑洞,那麼主星的物质被吸引向黑洞而形成一个吸积环。由於吸积环的物质互相摩刷而引起高温,因而辐射X光线。於是,黑洞搜索者就将重点於X射线密近双星上。

1962年,人们探测所得,位於天鹅座鹅颈内有一股X射线,并将该源命名为是非常有可能是一黑洞。天鹅座X-1是一 X射线源,它的一颗子星 是超蓝巨星,那可能是黑洞而看不见的子星质量。
参考资料:http://zhidao.baidu.com/question/1899170.html
光无法逃脱,是因为黑洞的引力太大,大到无所不吸
现在一般认为超过光速就可以超越时空回到以前,但没听过可以去未来的方法
量子力学很复杂的。
“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。
根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。
等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到。
那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的。
我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。
质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。
这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。
与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了。例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间。我们都知道,光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线。形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。
在地球上,由于引力场作用很小,这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围,空间的这种变形非常大。这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术。
更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背!
“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也不断地提出。不过,这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。
黑洞理论要过时了,最近的新发现动摇了黑洞理论.,,,,,网上查吧
黑洞与相对论、量子力学
1、 爱因斯坦场方程与度规
广义相对论早前就预言了黑洞的存在,这是相对论不可避免的结果,1915年史瓦西解出爱因斯坦场方程的史瓦西解,并用此描述了非旋转无电荷黑洞的空间性质。所要求的临界半径称为史瓦西半径,也即黑洞视界半径r=2gm/c2
爱因斯坦场方程即爱因斯坦时空卷曲定律,简单的说就是“物质与压力使时空弯曲可写成: rtt=4πg(ttt+txx+tyy+tzz);rtt是里奇张量时间-时间分量;ttt是以能量单位表示的质量密度,括号中的部分为三个垂直方向压力之和。该方程中“时间-时间”分量在一切参照系都成立时,也就保证了其它参量的成立,以及:
rμν-1/2rgμν-λgμν=-(8πg/c4)tμν
这就是爱因斯坦场方程, rμν和r是由度规gμν以及一二阶微商所构成的形式完全确定的张量即曲率张量(具体的我还不会计算)
在几何上度规是描述空间是否弯曲以及如何弯曲的基本量,在广义相对论中度规成了描述引力场分布的物理量。在平坦时空中空间球坐标相应的四维距离平方为:
ds2=-c2dt2+dr2+r2dθ2+r2sin2θdφ2
这里用随体坐标在宇宙收缩或膨胀中,每一质元的坐标r不变,它与我们距离变化由尺度因子r(t)来描述,由数学知四维距离平方总可写成:
ds2=-c2dt2+r(t)2{dr2/(1-kr2)+r2dθ2+r2sin2θdφ2}
史瓦西解的史瓦西度规为:
ds2=-(1-2gm/c2r)c2dt2+dr2/(r-(2gm/c2r))+r2(dθ2+sin2θdφ2)
直到1963年克尔解出爱因斯坦场方程克尔解,才用此描述了旋转黑洞问题,其相应视界半径为: r=(gm+√g2m2-a2-gq2)/c2
m为质量,q为电荷,比角动量a=l/m.我们可以通过该式认识黑洞旋转、电荷对其所造成的影响,当a=0,q=0时,克尔黑洞也就变成了史瓦西黑洞。

广义相对论,爱因斯坦场方程在描述四维时空弯曲上做出重大贡献,使人们更加理性的认识了黑洞,但相对论不能描述奇点的问题也不能预言黑洞辐射,那需要量子力学。但通过相对论时空扭曲以及嵌入图,我们可以认识到我们宇宙是有限而无界的,我们的空间可以看成是嵌入在一个超空间中的。我个人认为将来相对论一定还可以用来描述超空间的特性(多维空间,如11维) 样引入更高维空间。会不会有: 甚至应该可以和超弦理论相连接,同样度规也可引入更高维空间中。会不会有:
ds2=-c2dt2+dr2+r2dθ2+r2sin2θdφ2+(-c2t2)dω2
呢?ω是我假想的超空间参数.也许还有其它别的形式吧?我相信在超空间的某些性质决定了我们空间的性质.

2、量子引力论、普朗克长度、时间
广义相对论对黑洞的描述也仅限于那几个场方程,其主要特性也是处理黑洞的时空扭曲,对于黑洞内部奇点的内禀性质是无能为力的,那需要量子力学来解决.
爱因斯坦场方程预言,如果一个宇航员进入黑洞,当他到达奇点时潮汐力长到无限大,混沌振荡变的无限快,构成宇航员的原子遭到无限破坏,混沌的搅在一起.潮汐力、振荡频率都成为无限,时空不复存在。但量子力学不允许无限!在量子引力发生作用时,组成宇航员的原子就被破坏,但一切都不是无限!
当时空曲率能在10-43秒或更短的时间内(在1.6×10-35米或更短的区域内)彻底改变所有物体的时候,量子引力就出现了,它将根本改变时空的特性,这样的时间称为普朗克-惠勒时间或称普朗克时间(普朗克长度),tplanck=√gh^/c5 ,lplanck=√gh^/c3
在该尺度下量子引力将时间、空间统一的时空分裂,并毁灭时间的概念使事件不分先后,唯一留下的空间成了水泡一样的概率泡沫,这样的泡沫就是在量子引力定律下构成奇点的东西,量子泡沫空间没有确定的形状、没有确定的曲率、没有确定的拓扑,而只有这些存在的概率,即形状、曲率、拓扑是不确定的而是概率的,在奇点内所有可以想象的曲率和拓扑都允许存在。
1955年惠勒就分析了普朗克长度、时间的物理意义。普朗克时间是在光速下通过普朗克长度所用的时间,可以认为是事件发生的最短时间间隔,因为光速在小于普朗克长度内变化是无意义的,因为那时空间本身是不确定性的,而是概率的。所以说任何事物变化的时间间隔△t≥√h^g/c5 或者说是√h^g/c5 的整数倍。(我现在还没查到惠勒的这些资料)
同样还有普朗克质量、能量、温度,我根据最基本的公式以及这些常数进行单位分析,粗略相叠代所的结果和我在物理杂志以及网上查到的结果是一致的!即有:
eplanck=√h^c5/g ;mplanck=√h^c/g ;tplanck =k√h^c5/g (k为波尔兹曼常数);如何理解这些数据呢?由于我没查到惠勒的资料我只有单方面分析:如果小于普朗克长度,由于强大的真空涨落,时间不复存在,空间成为量子泡沫,那么无论光波或引力波的波长都无法达到更小的区域否则会在量子泡沫中变为随机概率,如果我取其波长就是普朗克长度,那么这样条件下光子所具有的最大质量为2π√h^c/g ,再由e=mc2,e= 2π√h^c5/g (由e=hν=mc2)所得出来的质量即是在普朗克质量的尺度上,其想对应的能量即是普朗克能量(至于那个2π,也许在超弦理论中能的到完美的答案)。
mplanck=2×10-5g,我想除此之外,它一定还有更重要的物理意义,只是我还没有发现,至于tplanck我是这样推导的:由△s=△e/t,又s=klnω,t=△e/△s,当s很小近似为k时,也就是随机概率很小时,△e为eplanck时,其t值tplanck =√h^c5/k2g ,这是一个巨大的值,我相信这是宇宙的最高温度所在的尺度范围,我甚至怀疑有:tmax=atplanck ;a为一个不大不小的常数。这样的普朗克量全都是由恒定常数所构成,是不随外界一切性质变化的,着一定反映了宇宙的某种特性(具体这方面的研究我会在以后的文章中发表出来)。
由量子力学最基本的关系△x·△p≥h^/2;△e·△t≥h^/2(测不准原理),我先将其取等号然后再代入普朗克长度、动量、时间、以及能量那么一切是满足而成立的即:
△eplanck·△tplanck=h^ 我再以△e·△t≥h^/2来说明一下,也就是说能量的确定性与时间的确定性是不能同时测定的,其不准确性的乘积大于h^/2 ,我们知道tplanck是时空分开前的最小时间间隔,又△t≥tplanck ,那么△e≤eplanck ,也就是说当时间最精确时eplanck/2即是测不准原理中的最小偏差值,但同样满足测不准关系除此之外我还发现其它一些性质,当然这只是我个人观点。
可以说量子力学的思想指引了我们对未知事物的探索,因为我们的宇宙是被量子力学支配的!!所以我们应该已量子力学的基本思想去解决相对论在黑洞中未解决的问题。

3、黑洞熵、温度与辐射
我们知道霍金对黑洞面积定理的结论,黑洞视界面积不仅在黑洞碰撞结合时增大,在黑洞诞生时,在物质或引力波下落时,在它从外面的空间旋涡中提取旋转能时,视界面积都会增大。原理很简单,黑洞遭遇任何事物都穿过它的绝对显视界向内发送能量,而任何能量又都无法回到外面,所有形式的 能量都将产生引力,这意味着黑洞的引力将不断加强相应表面积不断增加,在霍金认为绝对视界以一种光滑连续而非跳跃的方式发生形状和大小的改变,(但我不太赞同,我认为是一种不连续的跳跃,也许我是受量子力学影响太深的缘故吧?:)
这即是黑洞面积定理。在发现黑洞面积定理之前人们就发现描述黑性质缓慢变化的方程,非常类似与热力学方程,只要把“视界面积”换成“熵”面积定理就是热力学第二定理!这个熵就是一定空间区域内“随机性”的总量,更为准确的说黑洞熵就是其视界面积与某一常数的乘积(即后来发现的△s=△akc3/4h^g)
不仅如此,用熵代替视界面积,用温度代替视界表面引力,就会发现黑洞定律就等同与热力学定律。第零定律:视界在平衡状态下表面引力处处相同。第一定律:黑洞符合能量守恒定律。第二定律:面积增加定律,δsa≥0 ;第三定律:不可能通过有限步骤把黑洞表面引力减为零。 而且还有好些物理定律在黑洞视界上都有其优美的表达形式,我们将注意力放到黑洞外我们会发现黑洞物理定律等价与弯曲时空规范定律。但根据黑洞无毛论,我们知道黑洞的一切性质都由三个参量所决定,所以黑洞的物理定律都应该可以和这三种参量建立表达关系。这三个参量是:质量、旋转角速度、电荷。
由于黑洞有温度那么它必定会辐射,正如霍金所说的那样旋转黑洞必然会辐射,并减慢旋转,即使黑洞停止旋转,辐射也不会停止,黑洞辐射其质量减小,而温度升高辐射加速(黑洞温度与质量成反比有负热容的特性),但这种蒸发极其缓慢,其寿命非常长远大于宇宙的年龄。黑洞的蒸发是通过真空涨落的方式来实现的,这样的蒸发不是来自与黑洞内而是来之于黑洞外,蒸发的粒子在外界宇宙随机分布增加了宇宙的熵并大大超过黑洞失去的熵,所以最终还是符合热力学第二定律的,即黑洞以防止违反热力学第二定律的方式辐射,即霍金辐射。(黑洞温度公式t=c3h^/8kπgm)

真空涨落即是通过空间小区域的瞬时能量“交流”而产生随机,不可预测、不可消除的场。真空涨落也服从波粒二象性,波随机不可预测的涨落,一会儿是正能量,一会是负能量,平均起来就为零。它粒子的一面体现在虚粒子上,电磁真空涨落的虚粒子是虚光子;引力真空涨落的虚粒子是虚引力子。 量子力学要求能量立刻被还原,所以虚粒子一产生就立刻湮灭,虚粒子成对产生绝大部分湮灭还有一部分在黑洞强大的潮汐引力下分开。电磁真空涨落的区域大致和涨落电磁波长相同,所以虚光子只能分开一个波长,如果波长正好和黑洞的周长一样,那么虚光子很容易分开1/4个波长,当它们分离1/4视界周长时,就足以转化为实粒子。在强大的真空涨落下一个进入黑洞,一个逃逸黑洞,并在相邻空间留下负能,由于逃逸粒子带走了潮汐力给它的能量(质能等价)黑洞失去质量而收缩。虚粒子在物质化为实粒子之前必须靠得较近,距离大概小于其波长,为了从黑洞潮汐力得到足够物质化能量,它们必须分离黑洞周长的1/4这说明黑洞发射粒子的波长为黑洞的周长的1/4或者更大。根据这我可以推导一下黑洞辐射与质量的关系。我是这样计算的:λ≥2πr/4 即有 λ≥πgm/c2 故hν≤2h^c3/gm;
由于粗略的估算可以发现其辐射能与黑洞质量大致成反比,也可以这样分析由黑体辐射eνdν=8πktν2/c3dν 将黑洞温度公式代入(t=c3h^/8kπgm)即有:
eνdν=h^ν2/gmdν,从这个公式也可以看到能量密度与质量成反比。
现在在回到黑洞的熵,s=akc3/4h^g ,a为视界的面积,我们可以认识到黑洞熵和视界面积成正比,可以理解为黑洞所有相关联的信息被储存在二维平面上,可以假想一下如果存在一个二维世界,那么二维世界的熵是否也应该存储在一维世界呢?我认为这样的推导是可行的,引力场方程也同样可以用在平面世界中,起相应规度为:
dl2=r(t)2{dr2/(1-kr2)+r2dθ2},甚至量子力学的基本原理在其中也是适用的。用量子引力中的全息原理来说,就是黑洞视界表面上每个普朗克元面上有1/2个自旋的布尔态,黑洞内部量子态运动可以由表面上布尔态的行为完全描述,量子引力中有效量子态数目随黑洞表面积呈指数增长。
我还认为一维世界的熵不能存储在更低维世界中,所以一维世界是不具有熵的或者说一维世界的熵为常数。二维平面世界的熵也必定远小于三维世界,黑洞是一个高熵物体,熵值非常的巨大,很难想象宇宙中还有比黑洞的熵更大的区域了,所以可以认为任何闭合空间区域最大熵值不超过外表面的kc3/4h^g 倍,我们仔细观察这个公式就不难发现,这个公式与前面所讲普朗克尺度的关系,s/a·gh^/c3=k/4可以理解为普朗克面积上所能允许的最大熵值,黑洞的熵值就在于其视界表面积有多少普朗克元面积而每个元面积上的熵为一个定值。
如果说普朗克面积本身就是一个一维空间卷曲而成的而一维世界的熵又假如正好是k/4这一个常数,那么就很好理解前面的推论以及现在总结的结果。也就是说普朗克尺度不仅是引起量子引力的尺度,也是打开二维世界为一维世界的长度,由于本身维度被破坏,从而引起强大的量子涨落使时空分离,可以认为时间参数变的不完整,空间也失去了确定性,从而变成了随机概率。由二维元面打开为一维世界,在数学拓扑上是无法联结的,所以本身平面的拓扑就变的不确定了自然成为随机概率。也就是说三维空间是二维空间组成,而二维空间又是由一维卷曲折叠而形成的,在一定尺度下是可以打开的这也很符合超弦理论的思想。通过以上的推导我得出来这样一个结论:一个低维空间区域当卷缩到普朗克尺度一下则户形成一个更高维的空间。
引起空间卷缩最常见的就是引力按照相对论我们知道在黑洞内部时空高度挤压为一的奇点,这个奇点就在普朗克尺度范围内,在根据我的推论这个奇点可能形成一个有限而无界的超空间,其有限的量与黑洞质量有关。这样的结论与相对论、量子力学不矛盾。
而且也有量子力学的思想,正是由于空间这样的性质才决定了测不准原理,以及不连续性。因为空间不可能无限挤压而任保持原来的特性,所以其本身的变化成了离散的量,所以黑洞的熵的增量也比定是k/4的整数倍,其熵值变化是量子化的△s=nk/4(n为正整数)。我这样的推导很近似与超弦理论,但我不想引入开弦和闭弦的概念(当然如果有比要的话就引入)。
按超弦理论由于空间卷曲而使表观维数降低,其余的维数是隐藏在极小尺度下的所以我们只能感觉到四维的时空。而我的看法则是低维可以构成高维空间的基元,高维空间也可以卷曲隐藏自己的维数,有关超弦理论的内容我会在以后的文章上探讨。

细菌比人类小上亿倍,那宇宙中是否存在比人类大上亿倍的生物?

现在除了地球上,人类还没有发现太空中存在生命的痕迹。而题目中直接问宇宙中是否存存在比人类还大上亿倍的生物,确实有点难以回答。



不过,即便外太空真的生命普遍存在,比人类大上亿倍的生命也很难存在。试想,一个身高1.7m,重65kg的人,放大一亿倍就是高170000km,体重65亿千克。地球的直径才12756km,木星的也才142984km,所以这个生物比木星还大,就是质量比木星小很多而已。如此大的生物,它需要的生存环境也必须十分巨大,而纵观我们的宇宙,根本没有那颗行星可以容得下此生物。





不过,或许有人说生物的形态并不一定要像人类那样,而且生命也不一定必须生活在星球上。像有些影视作品演的那样,很多生物就是单独存在,靠吞食星球为生。比如银河护卫队>中星爵的父亲,就是一个星球形态的生命。还有神奇四侠、奇异博士中出现的一些吞食天体的怪物,都是一些体型无比巨大的生命体。这样来看,似乎比人类大一亿倍的生命体,似乎也并非没有。



不过,想象归想象,人类目前来太阳系都没有走出去,现在就谈论所谓比人了大一亿的生命体,有点未时过早。

早就有人说过宇宙中有没有星球般大的生物,总体说来这个奇葩想法比前者靠谱一点。

宇宙太大太大,粒子太小太小,这些是事实,但几百年现代科学的研究和发现,已经找到了一些规律,就不要学古代人连地球是圆的都不知道那种思维了。一花一世界,一叶一菩提只是思辨学问,看问题的方法,不是自然科学。如果把这生搬硬套的用在具体自然科学上,就是典型的民科思维。

但既然是科学标签,我们就来试着分析一下。

细菌是地球上的微生物,的确很小,有球菌、杆菌、芽孢等各种形态,但比起原子和电子等基本粒子来,又是个庞然大物了。从生物角度来说,细菌并非最小的生物体,病毒比细菌还小几百倍呢。不过还有更小的生物,澳大利亚昆士兰大学科学家在海底深处,发现了一种最小神秘生物,号称十亿分之一米。

细菌有大有小,一般1个微米左右,小的零点几个微米,长的十几个微米。

人的身体当然比细菌大若干亿倍,前面一些朋友认为人只有细菌的几百万倍,实在是太高估细菌的体积了。

美国科罗拉多大学博尔德分校一个研究小组,经过对志愿者身上27个不同部位细菌群落长达3个月的跟踪观察和深入分析,绘制出一张人类身体不同部位细菌分布图。研究人员从51个志愿者102只手掌上取样,就发现了4200余种菌类,研究认为约有100万亿个细菌分布在人体内外。

所以一个人是远远不止细菌上亿倍的,而且也远远不止100万亿个细菌那么大。

但要比人类大上上亿倍的生物,这就要看怎样算了。是按体积还是按比例加大呢?得出的结果完全不一样。

一个成人按照平均1.65米高,按照苗条体型低估,身子厚度15公分,宽度35公分,这个体积是0.087立方米。乘以1亿,就等于870万立方米,不过是一栋大点的楼房体积。如果按照重量来算,一个人按65公斤计算,这个生物就有65亿公斤,650万吨重。

如果按照人的体型一样的长大1亿倍,这个生物就有1.65亿米高,16.5万公里,而厚度达到1500万米,1.5万公里,宽度达到3500万米,3.5万公里。这可就不得了了,可以并排放30多个地球啊。

前面按体积按重量算还有点谱,充其量是个直径200多米的球,后面按比例增大就一点谱都没有了,差不多是一个海王星的体积了。这种星球级的生物有可能存在吗。

因此时空通讯认为,按比例长大的这么巨型生物根本不可能存在,但按体积或者体重比例增大,只有200米直径的生物体,在宇宙中不能肯定有,也不能排除。

人类把生物定义为有感知能够接收阳光和养分,有生有死,能够自我复制和遗传的一种物质。如果有这么巨大的生物,它们汲取怎样的养分,又怎么复制自己或者遗传自己,怎么克服巨大躯体的重力影响?

地球生物的种类存在形式有微生物、昆虫、动物和植物,又分为海洋生物和陆地生物以及两栖动物。这种生物都在残酷的竞争中为了活命和延续,为了一点点食物拼个你死我活。而这些所谓幻想中的巨型生物,至少比地球远古最大的恐龙大几十倍,它们又是怎样解决生存危机的呢?它们存在的理由和目的又是什么呢?

这一切都是未知数,时空通讯不愿意妄断,也无法做出解答。

时空通讯更倾向于宇宙中没有这样天然形成的生物,因为不管在什么星球都很难生存这么巨大的生物,越大的行星它们越难承受重力之苦,且没有存在的理由。

但时空通讯还有一个奇葩的设想:就是当人类发展到一定的文明层次时,为什么不能人工制造一个这么巨大的生物,造福于人类呢?

实际上这个生物更类似于植物性质的低等生物,它可以通过光合作用或者地热能源来自动合成人类所需要的蛋白质、维生素等物质。

实际上这个巨大生物就是一座仿生精细化工厂,这个化工厂完全是按照生物循环模式来自我生存和排泄出人类所需物质的。这个生物工厂还可以在人类外星殖民地做出来,为那里的新居民提供生存保障。

当人类文明程度发展到有了能源就能够制造一切的时候,这样的奇迹是可以发生的。

既然如此,在这个广袤的宇宙中,又有什么不可能发生呢?

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宇宙还有更多的未知,从这一点考虑,有没有可能性,还是存在这种可能性的。不过,那种级别的生物不是我们可以想象的到的,也许像蚁人那样,可以缩小也可以扩大。

我们把细菌与人类比较,然后推导出另外的这种可能性,本身存在不合理性,因为细菌是最简单的生物,简单到只含有一个细胞,它是不具有智慧的,是地球上最为简单的生命体。

地球是宇宙的一份子,地球的故事便是宇宙的故事,地球上生命的演化规则可能就是其它星球上生命演化的规则,亦或是具有普适性。

科学家观测了直径930亿光年的可观测宇宙大小,从未发现过有如此庞大的星球。比人类大上亿倍,那么身高可达上亿米,这是目前人类所知的任何星球上都无法诞生的生物。

存在这种生物的可能性不在于本宇宙,如果有其它宇宙的话,由于那边的宇宙法则与本宇宙不同,很可能星球也比咱们这里的星球大上亿倍,那是可能的。

还有另外一种可能就是,高智能生命体组成的智慧文明发展了千百万年,已经达到了与宇宙共生的地步,就像《银河护卫队》中星爵的父亲一样,其本体竟然是一颗星球,难以置信,当然了,那只是漫威宇宙、科幻宇宙罢了。

个人浅见,我不认为宇宙中会存在这样的生物,如果存在,那就不是在本宇宙中。

你们的看法呢?

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人和细菌的尺度之比

细菌的直径为0.5~5微米,正常成年人的身高为1.5~1.8米,而1米=10^6微米,也就是说一微米等于百万分之一米。由此可知,就尺度而言,细菌仅比人类小100万倍。

人的1亿倍究竟有多大

按尺度来比较。

人的身高按1米算,比人类大上亿倍,也就是说,该生物的尺度折算成身高至少有10万千米。地球的直径约为1.3万千米,如果真的存在那样的巨人,那么该巨人的身高至少相当于8个地球垂直堆叠起来的高度。

太阳的直径约为140万千米,该巨人的身高为太阳直径的7%。人类生活在地球上,人与地球的尺度之比约为1:1300万,那么该巨人所生活的星球的尺度应为1.3x10^12米。目前已知宇宙中最大的恒星盾牌座uy的直径为2.4x10^12米,把它放在太阳系中心,边缘已经到达木星与土星轨道之间。

这样的生物不存在

由此可见,这样的生物根本不会存在。拥有这样的尺度,质量也大得难以想象,该生物受自身重力的影响,根本无法保持稳定的结构。就算这种生物存在,也没有这么大的行星供其生活,难不成生活在恒星上。

有的人可能会说,银河系甚至整个宇宙都是一个巨大的生物,地球就是其中的一个细胞。可惜这终究只是想象,并且是毫无根据的妄想。我们应该从科学的角度看待问题,这样才能得出正确答案。科学合理的猜测才是应有的态度。

如果你不能肯定它存在的几率为零,这样的生物可能就会有无限多!

比人大1亿倍的生物,按尺度来说的话就是17万公里长,按质量来说,就是600多万吨,按体积来说就是600多万立方米。由于整个宇宙遵循一套物理规律,可以想见,如果存在这样的生物,不管它在宇宙的哪个角落,也必然逃不脱引力和光速对它的限制。

我们先看比人尺寸大1亿倍的生物,这样的生物已经超过太阳系最大的木星直径了,估计宇宙中很难有星球给它安身。如果它的密度和人体一样,和水差不多的话,肯定会被任何一个星球的重力压垮——小的星球无法立身,大的星球不堪重压,而且如何获取能量进行新陈代谢,如何在身体内传递信号,进行生命活动都是问题,所以这样的生物很不可能存在。

然而,如果它的密度很小呢?比如和气体差不多,漂浮在类似木星的大气层中呢?它的身体可以很细长,绕着圈漂浮在木星的大气层,能直接光合作用吸取能量,或者吸收闪电的能量;像植物一样没有神经系统,像蜜环菌或者海洋中的火体虫一样,由无数个体形成一整个生命体;它身体各部分相对独立,或者干脆就是一个松散的生命体,可以不运动,因而不会被扯散。

如果行星上难以发展出这样的生物,那么太空里呢?比如一些尘埃和气体密集的地方,会不会形成这样的生命呢?偌大的宇宙,这样的生物可不可能存在呢?如果我们地球不是宇宙生命唯一发祥地的话,这种可能性就不应该完全为零,总有一个几率发生,哪怕这个几率很小很小。

再来看600多万吨或600多万立方米的生物,这个实际就不大了,大约是600米长,200米宽,50米厚的样子,比人类建造的最大油轮稍大一些。同样可以参考蜜环菌和火体虫,如果宇宙中真的到处都有生命的话,这么大的生物存在的几率可能会更高一些,比如土卫二、木卫二的地下海洋里。地球上最大的动物蓝鲸,最重的约200吨,大约是这种假设生物的3万分之一;美国犹他州鱼湖国家森林保护区一片名叫潘多(Pando)的白杨树,一共有47000多棵,源自同一根茎长出,基因相同,因而被称为世界上最大最古老的生物之一,其占地0.42平方公里,总重达590万公斤,已是这种假设生物的千分之一了。

如果这种生物身体密度很小,又呈网状的话,其质量就可以小得更多了,比如和空气密度差不多的话,就只有6000多吨了,完全可以在气态行星的大气层里生活了,这就让它在宇宙中存在的可能性更大了。

总而言之,如果宇宙是无限的,其它地方生命出现的几率不为零,如此巨大生物出现的可能性你既然不能肯定它为零,那么理论上它就有可能出现,甚至是必然出现的,因为无限之中的有限,是必然,是无限!

细菌比人类小上亿倍,但是宇宙中当然不存在比人类大上亿倍的生物!

这一点从人类对宇宙的探测就可以知道!比如人类很高的人,即使有2.0米的身高,但是如果放大一亿倍,那么就是说这个宇宙生物身高可以达到2亿米,即20万公里!如果存在这样大的生物,显然人类绝不可能探测不到!同时我们也可以想象,如果存在这样大的生物,那么地球等天体也不会能够安稳的呆在宇宙空间!这样的生物如果有一群,一定会将宇宙搅和的乱七八糟的!

所以,在研究宇宙的时候,我们不能想当然!即一旦在微观领域取得了哪怕一点点成果!就生搬硬套到宏观领域!实际上自从牛顿发现万有引力定律以后,人类对宏观低速物体的研究已经取得了巨大的进展!不能再人为扩大其尺度了!

宇宙中是否存在比人类大上亿倍的生物,从物理定律上来看,不会。宇宙中已发现的力共有四种,分别是强(相互作用)力.弱(相互作用)力.电磁力.引力。其中,强力和弱力是短程力(力的作用非常短),只在原子核内起作用。电磁力和引力是长程力(力的作用距离长),理论上作用距离是无限的。

在生物尺度上,强力.弱力和引力的作用微乎其微,可以忽略不计。起作用的是电磁力。如有机和无机化合物的种类.结构相互作用等等,原则上说,都是电磁力的结果。如果生物的个体太大,就意味着质量太大。这时,不但电磁力会起作用,引力也会参与进来。对于地球这样的天体而言,引力使物质聚集在一起,并且越往中心,密度越大,温度越高。

假如一个生物个体也具有地球的质量,那么它一定是球型的,一定是中心部位的密度远高于边缘部位,可能会达到上万度。一定存在从内向外的层状结构。这种情形下,这种生物是无法进行正常的生理活动,也不会有名部份不同的功能。如果这个生物也是细胞结构的,那么它的细胞数量会太多,以至于营养供给.信息传递.相互之间平衡和协调都难以实现。

综上所述,任何生物都不会太大,更不会比地球还大。所以也不存在比人类大上亿倍的生物!愿世人皆明之!

按照目前的理论来说,没有可能。除非证明多元泡泡宇宙的存在,才有可能。

我们都知道宇宙太大了,从普朗克长度到可观测的920亿光年,从生物到天体。宇宙中有太多的未解之迷。我们对待宇宙问题一定要谦卑,不要以取得一点点科学成就就一副高高在上的姿态!宇宙总是给人出乎预料的事实而震撼着我们,比如时空弯曲,黑洞,引力波等超乎寻常的现象。

寄托在人体中的微生物逍遥自在,如果它具有意识,它肯定想象不到它是在一个更大的生物体中。它甚至都无法分清人体和外界的边界。

同理,我们的确有可能存在于更大生物体内的可能。这个生物体的思想,器官是我们无法感知的。

由于人的思维限制性,我们没有手段认识到它。

但可以确认,这种生物体肯定和地球生物构造不一样。它们没有DNA,没有血液,取而代之的是更大的天体构造。

按照泡泡宇宙模型,整个宇宙只是个类似气泡的模型,宇宙外面还有众多无数的泡泡宇宙。泡泡宇宙或许就是构成其他生物的一个基本要素。

曾经有人问,人体中的原子是否包含一个宇宙。目前理论看来没有可能,因为我们都看到原子内部了,但是不知道夸克内部的信息。或许在夸克之下,就会出现更加神秘的世界。

这些问题目前都无法证伪。这不是错与对的问题,只是想象与证实的问题。随着科学的发展,这些问题将一一揭秘开来!

首先细菌并没有比人类小上亿倍,也只有上百万倍而已。抛开这来不说,比人类大上亿倍的生物究竟有多大呢?

以人类1米7的身高计算,比人类大一亿倍的生物高度达到17万公里,地球直径不到1.3万公里,木星直径也不过14.3万公里,也就是说该生物比木星还要大!

存在如此巨大的生物吗?

或许只存在于我们的想象中。以目前我们对生命的认知和生命的定义来看,不可能有如此巨大的生物,如此巨大的“生物”不就是我们见到的各种天体吗?

但从科学角度讲,天体并不属于生命,虽然各种天体也具有生命周期,但与人类所说的生命有本质区别。

如此巨大的生物如何在宇宙中存在是一大问题,自身的巨大引力会让物质向内核塌陷,同时如果该生物可以在宇宙中以某种方式活动应有,它的引力会与路过的附近天体发生作用,这种作用将会是致命的!

也许有人会说,宇宙本身或许就是一种生物,而生命的存在方式也许超乎我们的想象,不一定以人类目前认知的生命形式存在!

但是科学是很严谨的,也是讲究证据的,不仅仅是充斥着各种“也许”的想象!根据科学家们的研究,最后中各种天体不是生命,太阳系和银河系等星系也不是生物!

首先我们需要大概了解一些基本的数据常识。实际上细菌并没有比人类小上亿倍,细菌大大小一般为0.5—1微米左右,而人类的身高大约是1.7米左右。根据长度尺寸的换算规律,1米大约等于100万微米。我们就假设这个细菌是0.5微米,那么人类大概是细菌的340万倍(这里单直高度,不具体研究体积的倍数)。这个比例与上亿倍还是有着较大差距的。

假如宇宙中的 某种生物是人类的上亿倍大 ,那么这种生物的高度就可能已经达到了170000000米,要知道我们地球的直径也才12700000米, 此种情况下这个生物的高度要比13个地球的直径还要高 ,这是无法想象多万一种存在,其本身的质量已经算得上一个行星级别的天体了,是不太可能有星球能蕴育出如此巨大多万生物的。

即便我们就 按照正常的340万倍的比例进行计算 ,那么这个生物的高度也会高达将近5800000米,大约也达到了地球半径的尺寸,也是月球直径的1.5倍左右。

试想一下如果一种生物比月球还要大出一大圈,它每天得吃掉多少的食物。 所以说这种尺寸的生物理论上也是不可能存在的。

宇宙中比较大的星体一般都是“恒星”,而恒星的温度特性决定了其根本不可能蕴育出生命。

另外宇宙中比较大的行星也基本都是“气态星球”,同样也是很难具备存在生命的基础的,比如我们熟悉多万木星就是典型的气态星球。

理论上可能蕴育出生命的星球应该都是与地球类似的“岩石星球” ,比如我们正在 探索 的火星和金星等星球。而根据人类多年来的观测来看, 我们发现的最大的岩石星球的直径也只有是地球的40倍左右 ,从这个角度上来说,像地球一半大小的生物是不存在蕴育的基础的, 也根本找不到适合其生存的相应星球。

以上个人意见仅供参考。

电磁波的频率存在上限吗?有怎样的科学依据呢?

如下图所示,伽玛射线爆会释放出宇宙中最强大的电磁辐射,但它的频率并不是最高的。中子星或者黑洞合并时会在短时间内释放出大量的伽马射线,超大质量恒星爆炸时也会在短时间内释放出大量伽马射线,这就是伽玛射线爆。它是宇宙中最强大的能量活动。



伽玛射线的频率非常高,频率范围在10^18Hz~10^22Hz之间,波长不到0.001纳米。当原子核发生能级跃迁时,便会产生伽马射线。核武器和核反应堆中就有它的存在,它能够对人体产生非常大的危害。那么还有比伽玛射线频率更高的电磁波吗?电磁波的频率存在上限吗?

为了讨论这个问题,让我们先来了解一下电磁波的相关知识。

什么是电磁波?

现如今,人类的生活已经离不开电磁波了。从微波炉到电视、电话,从移动网络到WIFI,都需要用到电磁波。它虽然看不见、摸不着,但它在我们的生活中已经根深蒂固了。



电磁波并不神秘,它是在空间中以波动形式传播的电磁场,具有波粒二象性。频率越高,粒子性越强;频率越低,波动性越强。电磁波是横波,其传播方向与电场方向和磁场方向三者互相垂直。通常任何温度在绝对零度(-273.15℃)之上的物质或粒子都能够向外界辐射出电磁波,只是人眼只能感知到频率很窄的电磁波,被称之为可见光。



上图为电磁波在空间中的传播方式示意图,传播方向不变,但是电场和磁场的方向却在不停的交互变换。

早在19世纪,麦克斯韦就从理论上预言了电磁波的存在,认为光也是一种电磁波、电磁波的速度与光速相同。1888年,德国物理学家赫兹通过实验证实了麦克斯韦的预言。因为这些成就,赫兹(Hz)被用作国际单位制下频率的单位名称。



上图为麦克斯韦的肖像,他是人类历史上最伟大的物理学家之一。

电磁波的频谱

频率就是电磁波在单位时间内完成周期振动的次数。在自然界中,电磁辐射往往和温度有关,温度越高,物体向外辐射出的电磁波的频率也就越高。可见,频率是电磁波一个很重要的特性。

电磁波的速度就是光速(约30万千米每秒),由由于真空中的光速是恒定的,因此一旦确定了频率,波长也就随之确定了。电磁波的速度、频率和波长满足关系:c=λf 。

基于频率,从低频到高频,我们将电磁波划分为:无线电波(又可细分为长波、中波、短波)、微波、红外光、可见光、紫外光、X光和γ射线,它们构成了一个完整的电磁波谱。其中人眼可见的电磁波的频率范围为在 3.9×10^14~8.6×10^14 Hz 之间,对应的波长范围在400~760nm之间。不过有少数人可以感知到波长范围在380nm~780nm的电磁波。



电磁波的频率可低至几千赫兹,此时电磁波的波长可达几十千米。由于电磁波的频率较低时,其能量也较低,因此在传播过程中衰减的很厉害。虽然电磁波的传播不需要介质,但是当电磁波的频率较低时,需要借助有形的导电体才能传播。

X射线又叫伦琴射线,常用于医学检查,它的频率为10^15~10^22Hz,没有伽玛射线的频率高。当原子中核外电子发生能级跃迁时,如果能量差较大,就会辐射出X光。紫外光可以用来消毒杀菌,有利也有弊,它也会对人的皮肤产生危害,太阳中就含有大量的紫外光,幸亏地球大气层有臭氧,可以阻挡大部分紫外光。而任何有温度的物体都会向外辐射出红外光,夜视仪或热成像仪就是基于这个原理。无线电波的频率约为 10KHz~30GHz,无线通信就是靠的它。频率越高,单位时间内能够传递的信息就越多,所以说5G网络使用的无线电频率就比4G网络高。



如上图所示,核外电子发生能级跃迁,并辐射出能量为ΔE的光子。普朗克常数是定量,发生跃迁时释放的能量大小便决定着光子的频率。

频率存在上限吗?

伽玛射线的频率已经很高了,但这并不是最高的,科学家在实验室中已经能够产生10^26Hz的电磁波,此时的电磁波性质更偏像粒子。

光速不变,根据波长和频率的关系,似乎只要波长无限短,电磁波的频率就能无限高。量子力学告诉我们,从微观世界来看物质的运动并不是连续的,而且存在最小的运动变化尺度。这并不是数学题,根据量子力学,电磁波的波长不能无限短,因此电磁波的频率必然就存在一个上限值。



这个极短的长度被叫做普朗克长度,其大小约为1.6x10^-35米,仅相当于一个质子直径的10^22分之一。它是物质世界中存在的有意义的最短长度,没有比这还小的尺度了。普朗克长度的数值由万有引力常数G、光速c和普朗克常数h三者来决定。



通过计算,理论上电磁波的最高频率不能超过1.9x10^43Hz。这与人类目前所能产生的超高频电磁波相比,它们之间相差了17个数量等级。频率这么高的电磁波,也许只能在宇宙大爆炸时才能产生。

还可以算一算其它数据。根据波粒二象性,超高频电磁波可以看作粒子,即光子。光子的能量用公式E=hv(其中,h为普朗克常数,数值大小为6.6×10^-34 J·s ;v为光子的频率)计算。当光子的频率达到上限时,该光子的能量约为1.2x10^10焦耳。能量和质量存在联系,根据质能方程E=mc^2,该光子的能量所对应的质量约为0.00013克。



由此可见,除了数学世界,真实世界中并不存在无限,总是存在各种各样的限制。不仅光的传播速度存在上限,光(电磁波)的波长或频率也存在上限。正因如此,宇宙中事物的运动变化才有规律可循。

宇宙中最高的温度能达到多少?目前最高的温度是多少?

宇宙形成后10负36次方秒,宇宙温度达到10000亿亿亿 ,而人类观测到的最高温度是伽马射线爆,几分钟释放的能量可以达到太阳1万亿年释放的能量总和。

目前通过观测宇宙,认为宇宙最初形成于同一处,星系红移和宇宙微波背景的观测,让我们知道宇宙在不断扩张和逐渐冷却,也可以推测出各星系在最初时距离比较近,因此推断所有星系都有一个共同起源。试想一下将现在930亿光年直径的宇宙,压缩在一个很小的地方,密度趋近于无限,引力作用产生的能量也是非常非常庞大的,温度也就非常高。具体有多高说不清,大概比人类所能观测到的高得多的多。

伽马射线爆是超大质量恒星坍塌碰撞、中子星碰撞或者黑洞融合的时候,因为巨大的质量损失转化来的能量,是宇宙中最剧烈的爆炸。通常只能持续很短的时间,也有发现能持续数小时的。几分钟释放的能量可以达到太阳1万亿年释放的能量总和,温度也就异常之高,喷发出的能量扫过的地方,没有生命可以存在。但是它们又为新恒星的形成提供了契机,被喷射出的物质能量散布在宇宙空间,逐渐凝聚又形成恒星。

具体温度有多高不好说,但仅从人类观测的结果来说,短短几秒释放一万亿年太阳释放的能量综合,顺便提一下太阳寿命也才只有百十亿年,温度可以达到1万亿摄氏度以上,甚至高到难以想象。

关于这个问题,首先要知道温度究竟是怎么回事。从化学上来看,原子、离子和分子是物体的基本组成。组成物体的粒子的热运动是物体产生温度的根本原因,所以温度的高低表示了粒子热运动的平均动能的大小。如果粒子热运动的平均动能越大,即粒子的热运动越剧烈,则温度也越高。可见,粒子的平均动能决定着温度的高低。

由于不确定性原理,粒子的热运动不可能会完全停止下来,所以温度有一个下限,那就是绝对零度,它被定义为0 K,或者相当于-273.15 。再根据狭义相对论,组成物体的粒子的运动速度不可能达到光速,所以温度有一个上限,那就是普朗克温度,其大小约为1.4 10^32 K。或者根据黑体辐射理论和物理学的基本长度,物体辐射出的电磁波的波长只能大于等于普朗克长度,所以普朗克温度是温度的上限。

目前的理论认为,只有在宇宙大爆炸的普朗克时间(5.4 10^-44秒),温度才有达到过普朗克温度。目前在宇宙中已知最高温度是在双中子星合并过程中产生的,温度为3500亿度。而人类制造的最高温度比这还高,大型强子对撞机把高速运动的质子和原子核相撞,产生的最高温度可达10万亿度。

热力学温标里面,温度的理论下限是“绝对零度”,理论上限叫做“绝对热”(absolute hot),与绝对零度相对应。

在当代物理宇宙学理论下,可能的最高温度是普朗克温度,其值为1.416785(71) 10^32K。

【有绝对零度(absolute zero),也有绝对热(absolute hot)】

该如何理解普朗克温度?可以从两个方面去理解:

一、宇宙大爆炸之后,经过了普朗克时间(5.39 10^ 44s)后,宇宙的温度。在小于普朗克时间的尺度里,我们的物理理论失效,虽然那时候宇宙可能更热,但超越我们的认知极限了。

二、如果一个物体达到普朗克温度,它将发出对应于普朗克长度(1.616255(18) 10^ 35 m)波长的黑体辐射。如果温度更高,它将发出比普朗克长度更低波长的黑体辐射,我们缺乏相应的理论,失效again。

【越高的温度所对应的的黑体辐射波长峰值越小。】

----华丽分割,以上理论,以下现实----

普朗克温度只是一个根据量纲分析得来的理论温度,并没有什么现实意义。回归现实,还是要看看我们现实宇宙中的物质能够被加热到什么样的温度。

20世纪60年代,在欧洲核子研究委员会(CERN)工作的哈格多恩提出,在温度超级高的情况下,强子都将“熔化”(melt),所有我们熟悉的由强子组成的物质都将变成一碗“夸克汤”,经过计算,这个温度大约在2 10^12K,因此被称为“哈格多恩温度”。哈格多恩认为,处于哈格多恩温度下的系统可以容纳尽可能多的能量,因为形成的夸克提供了新的自由度,继续增加能量将只会增加熵,而不是温度,因此哈格多恩温度将是一个无法通过的绝对高温。

【德国物理学家哈格多恩】

也有反对者认为,夸克物质也可以被进一步加热。

这个分歧已经可以用实验来验证了,10^12K温度级别对现代的人类来说,已经不是难事。这种夸克物质已经在欧洲核子研究中心的SPS和LHC,以及美国布鲁克海文国家实验室的RHIC的重离子碰撞中被发现。

在弦论中,也引入了这个“哈格多恩温度”,它被定义为让宇宙最基本的单元:弦所发生相变所需的温度。这个温度非常高,在10^30K级别,只比普朗克温度少了两个数量级,人类目前只能望尘莫及了。

近年来,又有人提出,在量子热力学中,某些系统可以达到“负温度”。

其实,“负温度”的系统比任何正温度的系统都要热。如果负温系统和正温系统接触,热量将从负温系统流向正温系统。这不是矛盾了吗?明明是负,怎么会比正的还热呢?

为了解决这一矛盾,科学家创造出了“冷度”这个物理量,为温度和玻尔兹曼常数乘积的倒数,从而解决了这一矛盾。温度为正的系统,熵值随着能量的增加而增加,温度为负的系统,熵值随着能量的增加而减少。所以,负温度是为了解释一些量子现象而引入的概念,在非量子体系下没有意义。

如上图,绿色为摄氏温度,红色为华氏温度,蓝色是开氏温度,黑色就是“冷度”,单位为“吉比特/纳焦耳”。这里的开氏温度以绝对零度为0,而以无限温度(可能是普朗克温度)为1,则越过了中间高点以后,再“高”的温度其实是“负温度。”

当今没有任何人能准确的回答这样的问题。因为,人类远没有了解宇宙的皮毛,更何况具体问题。现在对宇宙下的任何结论都基于狂想,哪怕你掌握了一定的所谓科学手段,现在世界上有几个人弄懂了什么叫科学呢?

宇宙最高温度源于宇宙大爆炸之后5.391 10( 44次方) s,最高值为1.417 10(32次方) C。目前宇宙的最高温度记录是人类实验室创造的温度,比宇宙中最猛烈的超新星爆发温度高很多倍。以下列举几个高温示例。太阳表面温度5500 C;闪电28000 C;太阳核心1600万 C;核武器3.5亿 C;大质量恒星最后一天的核心温度30亿 C;融合中的双中子星系统3500亿 C;相对论重离子对撞机1万亿 C;CERN质子-核碰撞10万亿 C。人类实验室创造出来的最高温度只在宇宙大爆炸后一瞬间曾经达到过,模拟创造此温度持续的时间极短,范围极小,但却可以帮助科学家 探索 宇宙成因。宇宙大爆炸最初的温度无法超越,目前宇宙中所有的能量和物质都源于宇宙大爆炸奇点的能量。谈论比奇点还高的温度没有现实意义。

都说最高温是宇宙大爆炸的瞬间,不过这是人类猜测而已,毕竟谁也没见过,看过许多天文知识的人或者会感觉,所有天文知识都是猜想出来的,有些被许多人认同,所以显得十分正确而已。其实像看玄幻仙侠小说差不多,你信就觉得它合理,你不信就觉得它吹牛。

别说出了地球,单在地球内,谁也不知道最高温度是多少,或者个个都会说是地心内核,那有谁真正测量过地心的温度吗?还不是靠推测的。前苏联曾经想过钻一口深阱打穿地壳,做所谓的科学研究,结果不了了之。

靠猜测的东西,大家都能吹,没什么大不了的。目前,我们只能猜测星系中心是温度最高的,像银河系中心,注意:这个数据是人类猜测得来的,没谁去过银河中心量过。

至于最低温度,在漆黑的太空里四处隐藏,你找到其中一个冷点不代表它是最冷的。

看了几个别人的回答,忍不住要回答一波了。

热力学温度的基础是粒子运动,就是单纯的运动产生热,叫做热运动都是狭隘的。

产生热的根本要素只有一个,那就是——压力。

当我们拿着锤子砸铁,砸钉子,砸石头时,施加的只是单纯的压力。

图:砂轮切割,也是压力

当我们那锯子锯木头时,看似是施加的摩擦,其实还是压力。是锯齿的来回压迫了木头。

再有就是雪糕在夏天会冒热气,这个也是压力产生的。水分子结冰要的不只是零度,还有标准大气压这个环境。

在物理中:没有热运动,只有运动产生热。没有普朗克温度,没有最高,只有更高。

霍金说有黑洞,黑洞是大质量恒星坍缩而成的,在黑洞里已经没有粒子了,没原子,没有中子质子,没有夸克。因为天体物理学家们在寻找白矮星、中子星、夸克星,这些致密天体都不是黑洞, 黑洞的巨大压力已经压碎了夸克。

连夸克都没了,你跟人说普朗克温度,这是不是扯

目前,宇宙中最大的黑洞还没有找到,甚至连想象都无法想象。那么黑洞的压力大到什么程度,其内部温度就能高到什么地步。

再说超新星

超新星是大质量恒星核聚变结束后,内部失去了高热,表层物质极速往中心坍塌,挤压,就跟小孩子玩的摔炮是一样的,使劲儿摔在地上,压力挤压炸药发生了爆炸。

大质量恒星死亡时表层物质坍塌也会对中心造成巨大的压力,从而发生爆炸。爆炸的原理就是分子、原子、中子、质子等粒子被高压给挤碎了。这个叫做 引力干掉了强核力、弱核力、电磁力。

在于宇宙中,真正的王者之力就是引力。爱因斯坦说引力是物质扭曲了时空。

但他并没有说物质是如何扭曲时空的,怎样扭曲时空的。所以他的理论只是在描述表象,并没有谈到物质和时空的关系。

在物理学中,有正反粒子碰撞湮灭说法,这个也得到了证实。那么湮灭是什么呢,就是能量质量消失了,虽然也有释放一部分,但多数还是没了,不知道去了哪里。否则不能叫湮灭,只能叫消散,分解。

正反物质粒子为何会湮灭

我不是科学家,我不敢猜测,但是我觉得应该跟“时空”有关系。时空原本是均匀的,以前的牛顿就是这么认为的,不管是时间还是空间,在牛顿那里不扭曲。

爱因斯坦不认为时空是均匀的,他认为时间可以快慢不同,空间也可以拧巴扭曲。行星环绕恒星做圆周运动,就是行星的质量和速度与所处时空达到了平衡,所以才不会逃离,不会掉进太阳。

这个很好理解,就如同一块木头我们扔到水里,可以在木头上加铁,等木头的密度跟水的密度一致时,就会停在水中某一高度。

大海的水深浅不同,水的密度和压力也不同,我们扔一块跟水面密度差不多的物体下去,这个物体无论如何也沉不到海底,但它也不会浮出水面,而是停留在一定的高度,这就是物体与那个高度深度的水达到了平衡。

再有就是气球,我们松开手气球会往天上飞,若不考虑气球材质,认为它不会爆掉,那么气球也不会飞到大气层顶端,而是停在一定的高度。

飞机,鸟儿在天上飞,道理也是一样的,是其下方的气流密度超过了飞机鸟儿自身密度,这才将其托在天上。

行星绕恒星公转,其轨道所在就是它自身质量和速度与周围的时空达到了平衡。

人类发射的卫星也是一样的,上天之后,若想在某一个高度在轨运动,只需要调整自身的速度就可以了。

这个速度其实就是物质对时空施加压力,和物质自身质量扭曲时空是一样的,两个都是在挤压,扭曲时空。就像飞机,鸟儿压缩身下的空气,就像船只压缩水面。

既然物质能对时空施加压力,能扭曲时空,这说明物质和时空的关系类似飞机与空气,类似船只与海水河水。

那么,物质和时空在更高维度上,它们其实是一种东西。时空在达到特殊的条件会崩塌,崩塌的碎片就是我们所认为的物质,能量。

时空崩塌了一块,周围的时空挤压过来填补。而物质既然和时空同源,它处在时空中,也会挤压时空,从而改变时空的密度。

这就是爱因斯坦的物质扭曲时空的原理。当然,这是我个人脑补的,猜测的。

既然物质时空同源,正反粒子碰撞湮灭,就是物质粒子又转化成了时空(可能存在时空粒子)。

我们知道了时空是什么,也就能理解宇宙是什么了,最高层次的存在还是时间和空间。

那宇宙中最高温度是多少度呢?那就是时空破碎时的温度。

怎样破碎时空?可能是宇宙奇点大爆炸,可能是超新星爆发,可能是黑洞爆炸。

至于温度的下限,有说是绝对零度的,可那个依旧局限在物质分子,原子,中子,质子,电子层面。

绝对零度是物质的最低温度,并不是宇宙的最低温度。

宇就是空间,宙就是时间。宇宙是时空,最高温度就是宇宙崩塌时的温度,所以多高已经没有意义了,宇宙都崩塌了,我们也就不存在了。

文/杨三

宇宙中最高的温度能达到1.416833x10 32K,也就是构成本宇宙所有物质的爆炸释放能量的极限温度(宇宙大爆炸了极限温度)。宇宙中最低温度一273.15 。目前宇宙中测量到最高的温度,就是超新星爆炸释放的能量使温度达到20亿 (高度文明智慧人类(外星人)测量到了。

没有证据的推测我都视为无效,凭我们人类掌握的知识还不能说明什么,太阳系的东西都还有一堆问题没有说清楚,就越级说宇宙的事了,说了就像是梦话。

我们需要先了解温度的定义。

温度(temperature)是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。

换言之,物体分子运动的越剧烈,温度就越高;越平静,温度就越低。

最低温度:

所以理论上,当物体的分子完全静止的时候,就是温度最低的时候,科学界对这个温度有一个专业名词——绝对零度。

根据计算,“绝对零度”的数值为-273.15 ,在此温度下,物体分子的动能为0,处于完全静止的状态,所以这就是温度的下限,也是一个理论值。


宇宙中不会再有比它更低的温度了,但也永远达不到“绝对零度”,只能无限接近。

2021年5月,NASA的物理学家团队利用Space X猎鹰号火箭将他们的冷原子实验室(CAL)送上了国际空间站。

凭借空间站中零重力的优势,CAL将把一团原子云的温度降至前所未有的低点,甚至只比“绝对零度”高上100亿分之一度而已。

CAL

这也是人类目前制造出来的最低的温度,同时也是迄今为止宇宙中最低的温度。

但这是人为制造的低温,如果要说自然界中的最低温,则是距离地球5000光年外的“布莫让星云”。

“布莫让星云”是位于半人马座方位的行星状星云,距地球5000光年。发现于1979年,因外形酷似蝴蝶领结,或者回力棒,所以又被叫“领结星云”、“回力棒星云”。

该星云温度可达零下272 ,比绝对零度仅高1.15 ,是已知的一个温度低于背景辐射的天体,也是已知的宇宙中最冷的地方。

“布莫让星云”是由从一颗恒星的核心逸流出的气体形成的,气体向外流出的速度是164公里/秒,并且在进入太空之后很快速的膨胀。这种膨胀是造成它温度下降的主要原因(绝热膨胀)。


最高温度:

既然有温度下限,那么自然也有温度上限——普朗克温度。

普朗克温度以德国物理学家马克斯·普朗克命名,大小为1.416833(85) 10^32 开尔文,折合成摄氏度也和这个差不多,都是10的33次方级别,100后面跟着4个亿(100亿亿亿亿摄氏度)。

(注:摄氏度=开尔文温度+273.16)

开尔文温度被认为是宇宙大爆炸第一瞬间的温度,也是温度的基础上限,现代科学认为推测任何东西比这更热是毫无意义的。

当然,同“绝对零度“一样,你只能找出一个温度和”普朗克温度“无限相近的物质,但永远不可能达到。

而我们人类制造出来的最高温度,是2021年11月,由欧洲的科学家利用位于瑞士和法国边境的欧洲大型强子对撞机制造的,意在模拟近140亿年前宇宙形成的瞬间过程。

在这台“巨无霸”机器全长约27公里的环形轨道内部,两束铅离子的亚原子粒子束朝着相反的方向前进,它们每运行一圈,就会获得更多的能量,速度也随之增加。


对撞之际,这些粒子“狂飙”的速度可以达到光速的99.99%,从而使它们在对撞瞬间产生的高温相当于太阳核心温度的100万倍,即10万亿度。

本文标题: 细思极恐的问题,如果一颗直径为1普朗克长度(1.6x10^-35米)的粒子穿透身体人会死吗
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