|
大家好，我是科學(xué)羊??。 今日冬至，首先祝大家冬至歡愉，常安常樂~ 眾所周知，科技是人類的第一生產(chǎn)力，但科技一定是站在自然理論基礎(chǔ)之上。 做工程的人都能理解，其實(shí)一件產(chǎn)品從制造到生產(chǎn)，比較簡(jiǎn)單的就是做好的產(chǎn)品直接給客戶用，比如給幾個(gè)按鈕，直接按就好，也就是所謂的應(yīng)用端，但實(shí)際一件產(chǎn)品被生產(chǎn)所支撐的知識(shí)，是自下而上，越往下層越難！ 為什么呢？
因?yàn)閷蛹?jí)之間其實(shí)靠的是模型，一個(gè)模型的建立是基于這個(gè)層級(jí)的知識(shí)體系，而自然界難的知識(shí)體系就是建立在物理定理背后的數(shù)學(xué)原理。 是數(shù)學(xué)原理和物理定律給了人無限的安全感！ 所以后來人類又有了應(yīng)用數(shù)學(xué)，應(yīng)用物理，這都是以純理論為基礎(chǔ)的過渡學(xué)科。 那么，理論那么多，到底哪個(gè)理論是我們主題所提到的最可怕的理論呢？ 答：其實(shí)是是兩個(gè)理論的結(jié)合體，它們分別是“光速不可超越”和“哈勃定律”。 01 光速不可超越
1904年，25歲的愛因斯坦 愛因斯坦的相對(duì)論被認(rèn)為是20世紀(jì)物理學(xué)最大的成就，它以一個(gè)全新的視角看待萬物之間的關(guān)系。 而它的前提卻是一個(gè)不是很直觀的假設(shè)，即光速是恒定的，且不可超越，真空光速：C=299792458m/s。 在愛因斯坦之前，牛頓等人認(rèn)為，在運(yùn)動(dòng)中時(shí)間是不變的，在火車上的一秒鐘，和靜止不動(dòng)時(shí)的一秒鐘都是一秒鐘。 于是在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了經(jīng)典物理學(xué)的體系。牛頓的體系和我們生活的常識(shí)非常接近，因?yàn)槲覀円幌伦泳屠斫饬怂?/p> 但是，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度非常快時(shí)，牛頓的體系出了點(diǎn)問題，似乎不那么準(zhǔn)確了。 當(dāng)時(shí)還是瑞士專利局雇員的愛因斯坦解決了這個(gè)難題。他發(fā)現(xiàn)如果假設(shè)光速是不變的，就能解決這個(gè)問題。 舉個(gè)例子講，如果我們站在馬路上看到路燈的燈光，它傳到我們眼睛里的速度是光速，但是如果我們看到的是對(duì)面駛來的汽車的車燈燈光，后者的速度是否應(yīng)該稍微快那么一點(diǎn)點(diǎn)呢？ 因?yàn)樗枪馑俸推囁俣鹊寞B加。 從我們的常識(shí)來講，應(yīng)該是這樣的。但是很遺憾，愛因斯坦說不是，光速是恒定的，兩者相等，這就讓我們很難理解了。 因此，剛開始的時(shí)候，很多人懷疑他的理論，但后來事實(shí)證明，是他的理論對(duì)了，而我們的常識(shí)錯(cuò)了，因此我們生活在低速運(yùn)動(dòng)的世界里，無法直觀理解高速運(yùn)動(dòng)的世界。 02 哈勃定律
愛德文·哈勃 哈勃定律”則由天文學(xué)家愛德文·哈勃于1929年提出，通過分析已經(jīng)確定距離的超新星之后發(fā)現(xiàn)，離我們?cè)竭h(yuǎn)的星系，它們的顏色就越紅，這就是著名的哈勃定律。 它實(shí)際上反應(yīng)的是我們宇宙在膨脹這樣一件事情。離我們?cè)竭h(yuǎn)的星系，遠(yuǎn)離我們的速度也越快，它發(fā)出光的顏色也就因此而被拉長(zhǎng)而顯得更紅。 因此，只要查看一個(gè)遙遠(yuǎn)星系相對(duì)近一點(diǎn)的星系變紅了多少，就能推算出它的真實(shí)距離。 通過哈勃定律，人們幾乎已經(jīng)可以探測(cè)到宇宙的邊緣了。 它概括了一個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí)：由于宇宙的膨脹，遠(yuǎn)離地球的天體呈現(xiàn)出一種退行速度，與它們與地球的距離成正比。 03 可怕的結(jié)合 單獨(dú)來看，這兩個(gè)理論似乎并不可怕，但當(dāng)我們將它們結(jié)合起來看，情況就完全不同了。 哈勃定律可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的公式
其中公式中的“v”代表-退行速度，“r”代表-物體與地球的距離，而H是哈勃常數(shù)。哈勃常數(shù)大約為67.80（±0.77）公里/秒/百萬秒差距。 這意味著，隨著某個(gè)物體與地球的距離增加，它的退行速度也會(huì)相應(yīng)增加。如果某個(gè)物體與地球的距離達(dá)到約144億光年，它的退行速度就會(huì)接近光速。超過這個(gè)距離，其退行速度甚至能超過光速。 那豈不是要超光速起飛了？ 盡管物體本身的運(yùn)動(dòng)和信息傳播受到光速的限制，但宇宙空間本身的膨脹并不受此限制。因此，超遠(yuǎn)距離的天體的退行速度可以超過光速。 我們是通過接收物體發(fā)出的光傳播來觀測(cè)它們的。然而，如果某個(gè)天體的退行速度達(dá)到或超過光速，它發(fā)出的光將永遠(yuǎn)無法到達(dá)地球，我們也就永遠(yuǎn)無法觀測(cè)到它的存在。 這意味著，我們實(shí)際上被限制在一個(gè)半徑約為144億光年的宇宙空間內(nèi)，這個(gè)空間被稱為“視界”。 這還不是全部，按照現(xiàn)代物理學(xué)理論，我們所觀測(cè)到的任何天體，都是它們過去的樣子。 由于光速的限制，我們現(xiàn)在觀測(cè)到的138億光年外的天體，實(shí)際上是它們138億年前的樣子。 因?yàn)橛钪娴呐蛎?，它們現(xiàn)在的實(shí)際位置可能遠(yuǎn)超我們的觀測(cè)范圍。
因此，盡管可觀測(cè)宇宙的半徑約為460億光年，但大部分天體已經(jīng)超出了我們的“視界”。事實(shí)上，可觀測(cè)宇宙中只有約3%的空間位于我們的視界內(nèi)。 更令人恐懼的是，宇宙膨脹目前沒有停止的跡象。這意味著，未來將有更多天體逐漸消失在我們的視野之外。 如果宇宙膨脹持續(xù)，除了我們所在的銀河系及其周圍星系，其他所有星系都將從我們的視界中消失。 綜上所述，這兩個(gè)理論的結(jié)合不僅揭示了宇宙的奇妙，也暗示了我們對(duì)宇宙的了解有其極限。 對(duì)于這個(gè)話題，不同的人可能會(huì)有不同的看法，但無疑，它啟發(fā)我們深思宇宙的奧秘和我們?cè)谄渲械牡匚弧?/p> 也許人類永遠(yuǎn)也無法理解這個(gè)宇宙....，可怕，就在于迷糊！ 好，今天就先這樣~ 科學(xué)羊?? 2023/12/22 祝幸福~ 參考文獻(xiàn)： [1]. 得到.萬維鋼日課《相對(duì)論》篇 [2]. 圖片來自wiki 我已經(jīng)有300+個(gè)科普知識(shí)啦，小目標(biāo)1000+，歡迎大家關(guān)注，每天給你一個(gè)科普知識(shí)~ 感恩遇見，喜歡的話點(diǎn)個(gè)【在看】，有你們的支持是我最大的動(dòng)力！ |
|
|
