宇宙的尺度:從無窮小到無窮大

 

三、時間維度的宇宙尺度 

要想理解時間,你必須拋棄頭腦里長和短的概念,因為時間的長短都是相對的。對於有些微小的物理學粒子來說,百萬分之一秒就已經很長了,而對於宇宙來說,一百萬年也只不過是一瞬而已。

人的一生最多也不過一百多年,而地球的年齡到現在已經有45億年,如果你把一根繩子上的一毫米看成一年,那麼為了展示地球的年齡,你需要的繩子可以從舊金山延伸到紐約。 

宇宙至今已經有大約137億歲了,如果把宇宙的整個歷史壓縮到人類的一年裡,宇宙在1月1日誕生,那麼銀河系在3月才開始成形,太陽和地球直到9月1日才誕生。同樣在9月,地球上出現了單細胞生物,11月出現了多細胞生物。恐龍在12月29日滅亡,人類的史前生活,發生在除夕夜的最後一個小時,而我們所有有記載的文明史,都發生在12月31日最後1分鐘的最後22秒里。 

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時間沒有最長,但是卻有最短。根據科學家推測,宇宙中最小的長度大約是1.6×10^(-35)米,我們把這個長度叫做普朗克長度。由於微觀世界的物理規律,任何比普朗克長度還短的東西,都不可能存在。而光走過一個普朗克長度的時間,就是宇宙里的最短時間,我們把它叫做普朗克時間,大約是5×10^(-44)秒,沒有比這個更短的時間了。 

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四、聲音維度的宇宙尺度

 聲音的速度要比光速慢得多,聲音在空氣里的傳播速度大約是340米每秒,在淡水裡的傳播速度是大概1500米每秒,在鋼鐵里的傳播速度可以達到大概6000米每秒。不過,聲音並不擅長在兩種不同的物質里傳播,比如在釣魚的時候,你大聲說話也不會把水裡的魚嚇跑,因為魚很難聽到你的聲音。 

我們一般用分貝來衡量聲音的大小,聲音每增大10分貝,響度就增大一倍。也就是說,40分貝的聲音,響度是30分貝聲音大小的兩倍。這樣一來,其實聲音大小的增長速度是很快的。電吹風的聲音只有80分貝,而120分貝以上的聲音,就足以讓你的耳朵產生永久性的聽力損傷。 

目前人類已知的自然界最響的聲音來自喀拉喀托火山的噴發,超過了180分貝。而由於空氣的氣壓原因,在空氣里傳播還能不失真的聲音上限,只有194分貝,超過這個響度,聲音就會走音。 

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金句 

1. 哲學家康德曾經說過:「世界上只有兩種事物能讓他內心常感到震撼,一個是人們頭頂的燦爛星空,另一個是人們心中崇高的道德法則。」從這個角度來說,了解宇宙和了解我們人類社會一樣,都非常重要。 

2. 目前人類已知的最大恆星是大犬座 VY,這顆恆星的直徑是太陽直徑的2000倍,如果把它看成是珠穆朗瑪峰,那麼太陽就只是一個直徑4.5米的圓球。 

3. 實際上,宇宙里包含的星係數量最多可能達到一萬億個,所以很多天文學家相信,就算這些行星里,只有很小的一部分適合生命的誕生,那按概率來說,我們幾乎肯定,宇宙里還存在著其他生命。 

4. 45億年前地球誕生,如果你把一根繩子上的一毫米看成一年,那要展示地球的年齡,你需要的繩子,可以從舊金山一直拉到紐約。 

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5. 美國天文學家卡爾·薩根,曾經提出過非常著名的「宇宙日曆」,他把宇宙的整個歷史壓縮到一年。我們所有有記載的文明史,都發生在12月31日最後1分鐘的最後22秒里。 

6. 告訴大家一個判斷閃電距離的小竅門:雷聲和閃電其實是同時出發的,你看到遠處的閃電就開始讀秒,直到聽見雷聲再停下來,你數出來的秒數除以3,就是閃電離你的距離,單位是公里。

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