宇宙的尺度:從無窮小到無窮大

關於作者 

大衛·布拉特納,曾經寫過10多本各種各樣主題的書,涉及的領域包括數字成像、航空、科學等等。他特別擅長把一個技術層面、或者一個科學方面的問題用通俗易懂的方式寫出來。他的科普書籍在全球已經被翻譯成10多種語言,銷量超過百萬冊。 

 

關於本書 

在這本書里,大衛·布拉特納從數字、尺寸、溫度、時間和聲音等多個維度,為我們展示了宇宙不為人知的真正尺度。人類由於長久的進化,很難理解超出自己生活環境的尺度,所以在認識宇宙的時候,經常會出現理解上的障礙。布拉特納在這本書里,用了大量精確的數據和形象的例子,去幫助人們認識宇宙的尺度到底是什麼樣的。 

 

核心內容 

本書的思想核心是:宇宙的真正尺度極為浩瀚,超過絕大多數人的想象範圍,這就導致人們往往對宇宙不夠了解。布拉特納認為,通過介紹數字、尺寸、溫度、時間和聲音這幾個維度的宇宙尺度,能夠幫助人們認識自己生活的宇宙。  

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 一、尺寸維度的宇宙尺度 

說到什麼東西有多大尺寸,我們就不能不提到數字。人類其實有一種本能,那就是比較擅長處理小數字。比如你看到五個蘋果,不用一個一個去數,就能輕鬆知道蘋果的數量是五。無論你覺得自己對數字敏不敏感,這個本能都在你的身體里。但是一旦數字變大,事情就變得完全不一樣了。比如當物體的數量超過六或者七時,你就不能再只靠感覺,必須數一數才行。 

而當數字更大一些,你對數字的感知和理解能力就越弱一些。而描述宇宙尺寸常常用到的「千萬」,「十億,「萬億」這些詞,由於遠離我們的日常生活,就導致宇宙的存在超過人們的一般理解。 

宇宙到底有多大呢?如果你在紙上畫上一個句號,把這個句號當成地球,那麼太陽的尺寸就相當於小孩子的拳頭。人類已知的、宇宙中最大的恆星是大犬座 VY 星,如果把太陽想象成一個直徑4.5米的圓球,那麼大犬座 VY 就是珠穆朗瑪峰。宇宙的最快速度是光速,光每秒行進的距離可以繞地球七圈半,即使是這麼快的速度,一束光要想橫穿銀河系,也需要十萬年的時間。而宇宙里,像銀河系這樣的星系,可能最多有一萬億個。 

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二、溫度維度的宇宙尺度

 人類對溫度的認知範圍,大多隻局限於我們生活環境里的常見溫度,而宇宙里的溫度跨度,遠比我們熟悉的溫度跨度大得多。

先來看低溫,零度對於人來說就已經很冷了,而地球上自然環境中已知的最低溫,達到了零下89攝氏度。在零下180攝氏度左右的時候,空氣中的氮和氧就會變成液體。宇宙里已經測得的最低溫度達到了零下270攝氏度,而零下273攝氏度就是絕對零度,這個溫度是物理學中的最低溫度,只能無限接近卻不能真正達到。 

低溫的另一端是高溫。任何物體在溫度達到500多攝氏度的時候,都會開始發出微弱的紅光。太陽的顏色是明亮的橙色,是因為它表面的溫度為5500攝氏度,在這個溫度下,所有物體都會呈現出橙色。核裂變的溫度可以達到幾百萬攝氏度,而太空中有些恆星的表面溫度,可以達到20億攝氏度。人類目前在實驗室里製造出的最高溫是4萬億攝氏度,但這離科學家計算出來的物理學高溫的極限還差得很多,這個極限是1.4×10^(32)攝氏度,被稱作普朗克溫度。 

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