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关于太空和太阳系的黑洞和暗物质图片和数十个事实[照片]

2019-06-27 网站地图 :188รอง

Quora 问答网站Quora。 照片:Quora

这个最初出现在 。

1. 暗物质和暗能量

95%的宇宙分别由暗物质(27%)和暗能量(68%)组成,“正常物质”(我们看到的东西)仅占宇宙的5%。 这意味着如果要删除在可见宇宙中可以看到和与之交互的所有东西(人,食物,家用电器,行星,恒星,星系,星云等),仍然会有95%的宇宙剩余! 结果是,你目前所在房间的暗物质和暗能量比正常物质更多。 当你读到这个答案时,它正在渗透你的身体!

一般规则是暗物质将星系固定在一起,暗能量驱动宇宙的膨胀。 这是最终的拉锯战。 在宇宙开始时,暗物质比暗能量强大得多,暗物质能够形成早期的星系。 但暗能量现在已经接管并导致遥远的星系以比光速更快的速度从我们身后退去。 您可能知道,没有质量的物体可以超过光速,但是对于时空介质(包含所有物体)可能会扩展的速度没有限制。 另外,唯一能够超过光速的“东西”是阴影和快子。 然而,阴影不违反任何法律,因为它们不传递信息,只不过是没有光,而快子是假设的粒子,不太可能被证实(对不起明日世界)。

在1000亿年中,随着暗能量继续推动星系离我们越来越远,生活在我们即将成为银河系Milkomeda的观测者 ( 合并的结果将在夜空中看不见任何东西除了我们自己的星系。 所有其他星系都将消失,因为我们需要看到它们的光将无法赶上我们,因为星系本身的移动速度将超过光线。 在那悲惨的事件中,暗物质和暗能量的所有证据都会消失,因为它们看不到任何扩展的东西。 更糟糕的是,他们没有大爆炸的证据。 这些科学家将发现量子力学,相对论,进化以及几乎所有其他形式的科学,但即使使用最好的望远镜和他们可能做出的最佳观察,他们也会得出关于宇宙起源完全错误的结论。 。 他们的结论将是一个只有一个星系的存在,只有空旷的空间,在一个空旷不变的宇宙中。

cosmic tug of war 宇宙拔河比赛。 照片:Quora

2. 宇宙的形状

宇宙很可能是一个封闭的圆环形状,它解决了宇宙是否有一个结局的问题。 圆圈没有开始或结束:如果你继续沿直线行进,你最终会做一个圆圈并返回到你开始的地方; 没有宇宙的墙壁或周边。 这就是为什么罗马人认为三角形,正方形和圆形神圣:这些形状没有明确的开始或结束。 封闭的圆环形宇宙的证据在于,真空中的光线曲线在很远的距离上变得非常微小,最终形成一个圆形。 因此,如果你凝视宇宙足够长的时间(数十亿年),你所看到的光最终会在宇宙周围弯曲,你会看到自己头部的背面,类似于光线围绕光子球体运行时所发生的情况。一个黑洞。

2 宇宙的形状。 照片:Quora

3。 Blackholes,Magnetars和其他宇宙异常

黑洞

你没有“看到”黑洞,因为光线正忙着绕着黑洞而不是去你的眼睛,这证明了黑洞的重力是多么强大。 Blackholes花了很多年时间捕获恒星和其他光源,从技术上讲,它们是宇宙中最亮的物体之一! 确实有一种奇怪的讽刺,但在你自己进入之前,你永远不会意识到这一点! ( ; 注意当你接近奇点时它会变得多么明亮,以及宇宙的光如何在黑洞周围形成一个圆圈 )。

除了由坍塌的恒星形成的传统恒星质量黑洞外,还有流氓黑洞,它们在整个宇宙中传播,对我们来说是无形的,无法察觉的。 在其他行星的轨道开始神秘地改变之前,我们不会意识到我们有与一个相互作用的危险。 到那时,我们根本不会进行报复。 即使黑洞没有在地球附近的任何地方冒险,仅仅行星轨道的争执可能会造成灾难。

还有超大质量黑洞,它们是存在于每个星系中心的黑洞,比恒星质量黑洞大一个数量级。 银河系的超大质量黑洞是射手座A *。 有史以来发现的最大的黑洞之一是NGC 1277。

3 NGC 1277. 照片:Quora

上图中的蓝色环是海王星围绕太阳的完整轨道。 地球的整个轨道是一个单点。 黑洞的直径是太阳和冥王星之间的距离,是9倍! 超紧凑的恒星系统是一个超级大规模的黑洞,已经变得流氓。 尚未确定,但SDSS 1113是最有可能的候选者。 如果它确实变成了一个,那么这将证明超大质量黑洞可以存在星系之外 ,这是一个令人恐惧的前景。

另一种类型的黑洞是不旋转的Reissner-Nordström黑洞,它可能更安全,因为你不必担心被潮汐力撕裂。 对于超大质量黑洞来说也是如此,除了你感受到潮汐力在奇点附近的影响,它只需要你一段时间就能到达那里(几个小时)。

另一种类型的黑洞是原始的黑洞,它不是由星形坍塌形成的,而是来自大爆炸中存在的高密度。 在我讨论弦理论的地方,我提到当前超大质量黑洞最有可能是原始的原始黑洞。 已经存在时间最长,这将占其庞大的规模。

2009年在实验室成功创建的最后一种黑洞是声波黑洞。 这是一个声音无法逃脱的黑洞。

一种称为Kugelblitz Drive的船舶提出了星际旅行的方法(这意味着星际之间,而不是星系之间,即星系之间或行星间的行星际 )。 拟议的模型将收集从黑洞发出的霍金辐射,并将其用作能源(这是一篇关于一点的伟大文章)。

4 Kugelblitz Drive。 照片:Quora

中子星

当恒星崩溃时,会发生三种可能的事件之一:如果恒星很小,它将产生一颗超新星; 如果恒星是中等大小,它将形成一颗中子星; 如果恒星足够大,它会坍塌成黑洞。 尽管黑洞具有神秘的性质,但与中子星有关的基础物理学要复杂得多,而且非常迷人。

恒星燃烧氢和氦来对抗引力坍缩。 当一颗恒星耗尽其燃料供应时,它会失去战斗并坍塌。 防止总重力坍塌的下一阶段是中子简并压力。 原子不再能够抵抗重力,所以现在它取决于中子。 电子合并成原子的质子,只留下中子(正负电荷相互抵消)。 中子变得更加紧凑,但它们不会相互融合,因为中子简并压力会阻止任何两个中子占据相同的状态。

中子星通常不比曼哈顿这样的城市大,但它们的引力是巨大的。 这些迷你巨型飞船的引力如此强大,以至于它们表面形成的少数山峰都没有超过几毫米的高度。 如果你走过一颗中子星的表面并意外地在其中一座山上绊倒,那么你将以每小时10,000英里的速度坠落在地面上。 你几乎可以瞬间成为肉冰沙。

此外,在不高于1米的中子星表面上放置棉花糖将产生如此巨大的冲击力,以至少用的力量击中。 这是因为中子星的重力使向内落下的物体加速到接近光速。 值得一提的是,中子星也拥有一个光子球体,其中光线围绕它运行。 为了真正推动这一点,一茶匙的中子星重达80亿吨。 如果你试图在实际的勺子中拿一茶匙中子星,你的手臂就会立即变得尖锐,并且中子碎片会下落并以几乎与消灭恐龙的小行星相同的力量撞击地球。

5 中子星。 照片:Quora

中子星每秒旋转几百次,相当于厨房搅拌器。 脉冲星是一种中子星,在它们的极点发光,看起来像快速旋转的灯塔。 这些光束与地球交叉的频率是如此精确和一致,以至于创建了以保持更精确的时间测量,大大超过了钟摆和石英钟的精度。 脉冲星时钟通常被认为是宇宙中最精确的时钟。 然而,有时中子星会因星而出现 ,导致它们在旋转时加速或加速或减速。 现在它是原子钟,可以保持最准确的时间测量。 无论如何,当首次发现脉冲星时,它们的高精度和一致性对于天文学家来说是如此奇怪,以至于他们认为这些快速闪烁的点是外星生命的证据。

正如我之前所说,相对于中子星,黑洞的物理特性很简单。 它们只涉及牛顿和爱因斯坦引力。 相反,中子星不仅涉及爱因斯坦引力,还涉及量子力学,等离子体物理学,核物理学和电磁学。

中子星的外壳是一层薄薄的电子和质子。 再往下,中子变成奇怪的形状,这是特征。 中子星的核心是一个完整的谜团。 有人认为有夸克 - 胶子等离子体,而其他人则认为这是异国情调。

磁星

许多物体都有磁场,包括人( )和太阳。 成为超新星,中子星和黑洞的恒星也有磁场。 在中子星的情况下,原始恒星的磁场在坍缩时保留。 由于恒星被压缩成较小的体积,其磁场会被放大。

地球的磁场高度为1高斯。 MRI机器(磁共振成像)使用10,000高斯。 地球上产生的最强磁场是100,000高斯。 Magnetars展出超过1,000,000,000,000,000高斯。 我们通常不会感受到正常磁场的影响,因为它们对我们的生理学影响很小。 它们改变罗盘针,帮助鸟类迁移,并保护地球免受宇宙射线的影响,向北极和南极漏斗,形成北极光(Aurora Borealis)。 但如果你距离磁星1000英里远,受到高达千万亿高斯的影响,你会因为身体中的原子撕裂而融化。 请记住,原子是一个系统,其中带负电的电子围绕带正电的质子运行。 地球上的磁场不会改变这种排列,但是在磁星附近,电子实际上会转向过程:它们的轨道将变成椭圆形,然后最终像针一样。 由于物质本质上会重新排列,因此您体内的所有系统都将被禁用。 分子将停止粘合,化学将停止工作。 出于所有意图和目的,您将在亚原子水平上解体。 到目前为止,在宇宙中只检测到26个磁星,其中一个位于银河系的超大质量黑洞附近。

夸克星

夸克星是一种假设类型的恒星,理论上存在于中子星的中心。 夸克是迄今为止观察到的最小物质状态。 上升夸克和下夸克的组合形成了宇宙中的所有质子和中子。 在压力最大的中子星的中心,中子本身可能会被分解,形成一个夸克 - 新星,只留下一簇夸克。 中子简并压力已经失败,现在它已经达到夸克退化压力。 任何克服中子,电子和夸克简并压力的物体都会成为黑洞。 总的来说,这组夸克被称为夸克物质。 这些上下夸克可能会变成奇怪的夸克,导致形成奇怪的物质。 3C58可能是一个可能的夸克星。

感谢Paul Sutter关于 大部分信息

4. 星系和行星

那里有许多不同类型的恒星系统和行星。 我将在这里介绍一些:

HD 140283 (也称为玛撒拉之星或“不可能的恒星”)是宇宙中已知最古老的物体。估计它有145亿年的历史, 比宇宙本身更古老 (宇宙是138亿年)但是,它已被允许8亿年的误差幅度,这将允许它在宇宙时代内。

6 HD 140283. 照片:Quora

UY Scuti是迄今为止最大的知名明星。 如果放置在太阳的确切位置,其表面将延伸到木星的轨道之外。 用商用客机飞行一次这个恒星需要1000多年的时间

7 UY Scuti。 照片:Quora

KIC 8462852可能是外星文明的家园。 在这个星球的光线中有一些奇怪的无法解释的陡降,没有明显的原因。 外星文明理论几乎没有支持,但我想我会在这里解释一下。 在Kardashev量表上可以测量文明的4个级别的技术实力。 人类目前的测量值约为0.72。 I型文明将能够控制他们的整个行星,包括天气,火山和通过构造板块操纵的陆地布置。 第二类文明将能够利用其恒星的总能量。 想想太阳从宇宙中损失了多少热量(能量)。 只有一小部分太阳的能量冲击地球。 II型文明将使用类似于Dyson Sphere或Dyson Swarm的东西来捕获太阳能量的更大部分。 然后,这种能量可以用来为供电。 这是KIC 8462852可能存在的内容。

8 KIC 8462852. 照片:Quora

Albireo是一个双星系统,包含一颗橙色星和一颗蓝色星。 不幸的是,我没有找到关于这个星系是否有系外行星的任何信息。 如果是这样的话,白天天空会变成橙色,而夜晚会变成蓝色。 我还搜索了许多其他双星系统(红色/绿色,黄色/蓝色等)以用于系外行星,但都无济于事。

9 辇道增七。 照片:Quora

HD 188753 e三星系统中的行星,这意味着你会在天空中看到3个太阳。 很少有夜晚(如果有的话),你会有三重阴影,会有不断的日食,无论你看哪个方向,你都会看到日落。

10 PH1b 照片:Quora

PH1b是一种生活在四星系统中的系外行星。

11 1SWASP J093010.78 + 533859.5。 照片:Quora

1SWASP J093010.78 + 533859.5是一个五元星系统。

12 1SWASP J093010.78 + 533859.5。 照片:Quora

Castor是一个六连星系统。

13 蓖麻。 照片:Quora

最后, AR Cassiopeiae是一个七星系统,迄今为止发现了迄今为止最大的恒星系统。

14 AR Cassiopeiae。 照片:Quora

厄里斯是太阳系中距离太阳最远的第二个物体,距离太阳约为96 AU(一个AU是从太阳到地球的距离的度量)。 厄里斯有时被称为第十个行星,是太阳系中第九大的物体。

15 厄里斯。 照片:Quora

塞德娜太阳系中最远的物体,其远足量为937 AU。

16 塞德娜。 照片:Quora

HD 106906B是宇宙中最孤独的行星,它在650 AU的轨道上绕其母恒星运行,比太阳和海王星之间的空间大约20倍。

17 HD 106906B。 照片:Quora

Phobetor是在太阳系外发现的第一个行星之一,它是围绕脉冲星运行的三个行星之一。 它的太阳基本上是一个迪斯科球。 我想, 每秒钟闪耀地球表面161次的巨大闪光会让你很难在晚上睡觉。

18 佛贝托尔。 照片:Quora

J1407B的行星环比土星大200倍。

19 J1407B。 照片:Quora

HD 189773b上 ,行星以4英尺每小时的速度向侧面下降玻璃。

20 HD 189773b。 照片:Quora

COROT-7在大气中形成降雨的岩石。

21 COROT-7。 照片:Quora

55 Cancri e是一个完全由钻石制成的行星。 它的价值为26.9亿美元,但在地球上,钻石的价值将低于泥土。 这是由于基本的需求和供应。

22 55 Cancri e 照片:Quora

GJ 1214 b (也称为“水世界”)是一个完全被海洋覆盖的行星,比地球上的海洋深得多。 这颗行星可能是电影“ 星际 ”中水星的灵感来源。 有些人声称我们应该花钱探索海洋而不是空间,虽然深海生物发光和化学合成生物很有吸引力,但我认为一切都可以从宇宙中学到。

23 GJ 1214 b 照片:Quora

Gliese 436 b是一颗冰冻的行星,它的母星非常接近它的冰块着火。 这颗行星如此密集,尽管有热量,但冰不会融化和蒸发。 蒸发需要水分子膨胀并上升到大气中,但是这颗行星的引力是如此强大,以至于冰被限制在表面,被恒定的火焰吞没。

24 Gliese 436 b 照片:Quora

Upsilon Andromeda b仙女座星座的行星,一侧(-230°C)完全冻结,另一侧(1,650°C)熔岩。 它最有可能在其母星周围锁定。

25 Upsilon Andromeda b 照片:Quora

Gliese 581 c与Upsilon Andromeda b的上述条件类似,不同之处在于它在两个极端温度之间具有可以支撑生命的薄带状土地。 这里的生命概率如此之高,以至于在2008年发出了一条信息,并且应该在2029年之前到达这个星球。如果我们想出星际旅行,这个星球最有可能被人类殖民。 它紧密地绕着一颗红矮星发射,这颗恒星主要发出红外光,这意味着天空是红色的,植物将是黑色的。

我们的太阳发出白光,这只是电磁波谱中所有可见光颜色的组合。 在地球上,植物含有两种主要类型的叶绿素,有助于光合作用并赋予它们绿色:叶绿素a和叶绿素b。 叶绿素a和b吸收红光和蓝光,它们将绿光反射回你的眼睛 ,这就是它们看起来是绿色的原因。 在光合作用中根本不使用绿光 植物还含有橙/红色类胡萝卜素,在春季和夏季被大量的叶绿素所掩盖。 但是当秋天来临时,光合作用停止,叶绿素腐烂,暴露出类胡萝卜素,使植物看起来呈黄色,红色和橙色。 我应该提到的是,尽管土地光合作用停止了,但在冬季,地球不会耗尽氧气,因为我们从光合作用中获得的氧气中有70%来自海洋中的藻类,只有30%来自植物)。

现在所有这一切都发生在可见光中,来自发出白光的太阳。 Gliese 581 c上,红矮星主要发射红外光,这恰好在电磁波谱的可见光下方。 因此植物除了可见光之外还需要从红外光聚集能量,这只能从叶绿素f中获得。 叶绿素f是唯一已知的利用红外光获取能量的叶绿素,因此含有这种色素的植物将是黑色的。 彩色光不参与该过程,黑色只是没有颜色。

26 Gliese 581 c 照片:Quora

Kapteyn B是已知最古老的可居住行星,年龄115亿年。 如果生命在这个星球的历史早期形成,它可能远比人类更先进,至少有40亿年的开始进化。

木卫二是木星的第六大卫星 ,可能有地下海洋。

木卫三是木星中最大的卫星,可能含有比地球所有海洋更多的水。

27 Ganymede 木卫三 照片:Quora

土星最大的卫星土卫六比地球上含有更多的石油。 资源稀缺只是地球上的一个问题。 资源在宇宙中几乎无限量存在。 正如Neil DeGrasse Tyson正确地指出的那样:“你们有人在战斗中埋藏在土壤中的化石燃料上的战争,穿过沙子中的一条线。同时宇宙拥有无限的能量来源。我们打击战争获取矿物,但宇宙拥有无限的来源矿物质。“ 我感到非常不安的是,当宇宙中存在大量的资源,包括水,石油和土地时,人类已经并且继续耗费太多时间,金钱和生命来对抗地球上资源的战争。 事实上, 宇宙中有许多可居住的地球大小的行星,每个人,每一个曾经生活过的人,都可以在自己的个人世界中过上自己的生活。

这肯定是确定哪种经济体系对人类治理最可行的一种好方法。 虽然随着自动化和的激增,人类似乎可能会走向以 。 在我们目前的货币体系中,货币被用于生产其他人的商品和服务。 但是,当机器人开始大规模地履行这些角色时,我们该怎么做? 他们不需要工资,休息或任何缺席,不会因为时间的推移而感到疲倦或生产力下降,而且雇主的唯一成本就是维持生计。 人类将失去工作,金钱将不再有用。 CPG Gray有一个关于这个主题的精彩视频:

28 泰坦。 照片:Quora

5. 元素与自然的基本力量

元素和原子

也许所有学科中最基础的科学是化学。 由于依赖它的许多科学分支,它有时被认为是中心科学。 生物学和植物学使用它来理解光合作用和呼吸作用,创造药物和理解生命。 天文学和天体生物学主要在光谱学中使用它来确定行星的元素组成,例如上面提到的行星,并且工程学在材料科学中使用它来确定用于各种目的的最佳元素。

这一切都始于原子。 从早期开始回顾,并深入研究一个原子就是你所说的围绕中心核旋转的电子,中心核本身由结合在一起的质子和中子组成。 原子的这三种成分(质子,中子和电子)中的每一种都起着非常不同的作用。 当您凝视周期表时,您会注意到许多不同的元素,包括碳,铁和锌。 但是,这些元素的名称是任意的; 唯一可以区分它们的是它们在原子核中的质子数。 我们喜欢用两个质子氦原子称原子。 如果你要添加另一个质子,我们称之为原子锂。 添加另一个,现在它是铍。 碳原子和氧原子之间的唯一区别是碳有六个质子而氧有八个。

29 periodic 元素周期表。 照片:Quora

亚当周期表。 也许是所有科学中最美丽,最有用的创作。 在它上面,您将找到与您存在的几乎每个物理方面相关的信息,从遥远星系的成分到您呼吸的空气。

虽然质子的数量决定了原子是哪个元素,但是中子的数量决定了元素的版本。 添加或移除质子会将一个元素更改为另一个元素,但添加或移除中子会将元素更改为自身的不同版本 这些不同的版本称为同位素。 最后但并非最不重要的是,电子的目的是平衡原子的净电荷。 质子具有正电荷,中子具有中性电荷,电子具有负电荷。 自然元素具有相等数量的电子( - )和质子(+),因此原子的最终电荷为0.但是,如果从原子中添加或去除电子,则电荷之间会出现不平衡,原子变为离子。 如果你移除一个电子,现在有更多的质子(+)而不是电子( - ),所以原子的(现在称为离子)净电荷变为正。 正离子称为阳离子。 或者,如果你要添加一个电子( - ),现在会有更多的负电荷,所以负离子会被称为阴离子。

如果我似乎通过提供基本化学的详细描述而低估了你的知识,请原谅我,但我认为重要的是要奠定这个基础,以便真正有趣的东西在这种情况下变得更加迷人。

所以我们知道电子( - )轨道质子(+), 如果电子带负电并且质子带正电,而对立面吸引,为什么不是所有电子都突然与所有质子结合? 嗯,首先要理解的是,电子不会围绕质子轨道运行轨道行星,行星轨道恒星,或者蚂蚁参与 。 相反,电子存在于各种概率云中,其中出现在给定位置的概率基于其与核的距离而变化。 关于原子中的电子有两个主要特征:它们的动量和它们的位置。 海森堡的不确定性原理指出,粒子的位置和动量不能同时确定,这对于理解为什么电子不会撞击核心变得至关重要。 当你寻找离核越来越近的电子时,你开始增加确定它的位置的确定性。 结果,这种更高的精度将以不太确定的电子动量为代价。 在核附近冒险,电子将增加动量并飞过它。 然而,它也不会走得太远,因为它仍将被电磁吸引到质子上。 结果是电子将沉淀到一个幸福的中间地带,这两个现象平衡,恰好发生在各种电子壳上。

30 中子 照片:Quora

左边的蓝色和绿色圆圈对应于电子轨道。 红色图线显示电子在某个位置存在的概率。 如您所见,电子概率在红色(1s),绿色(2s)和蓝色(3s)电子轨道上最高。

此外,为了使电子与质子键合,电子必须保持完全静止。 这是不可能的,因为电子不是固体物体,而是微小的能量包。 这意味着它们的最低可能动量大于0,因为它们不断移动。

基本力量

比质子与质子结合更神秘的是质子如何相互键合 毕竟,每个质子(+)都带正电荷,所以人们会认为它们会排斥。 然而,它们在所有原子的核心中可靠地保持相互粘合。 之所以发生这种情况,是因为电磁不是自然界中唯一的主动基本力量。

自然的四个基本力量是电磁力,引力和强弱核力。

31 基本力量 照片:Quora

按排名顺序,引力是基本力量中最弱的。 在此之后,弱核力量,然后是电磁力,最后最强大的核力量是强大的核力量。

重力负责保持行星和小行星等物体绕中心质量(如太阳)旋转,并使物体落到地面。 然而,当你从宏观尺度到微观尺度时,重力开始变得非常微弱。 在原子尺度上,重力几乎没有影响,电磁学和强弱核力接管。 重力不会将电子保持在原子核周围的电子轨道上,电磁学也是如此 通过这种方式,电磁比重力强得多。 你现在甚至可以证明这一点。 从桌面上取下手机。 完成了吗? 恭喜你,你的小手刚好击败了地球的整个引力 如果地球可以按照自己的方式使用,那么你的手机将无限期地停在桌面上,但你只需付出很少的努力即可克服它。 相反,如果你试图将两个磁铁拉开,则需要更多的努力。

快速注意事项:科学家过去常常将磁性与电分开考虑,但很快发现它们只是同一现象的两种变体,因此它们一起变成了电磁学。 磁铁影响电场,电流影响磁场。 在类似的说明中,空间和时间也被发现是同一枚硬币的两面,因此“时空”成为现代命名法。 质量和能量也是如此,爱因斯坦着名的等式直接证明它们是相等的:E = MC ^ 2(换句话说, 能量 = 质量 *光速)。

32 太阳的质量。 照片:Quora

在这种现场网格中,垂直线通常表示时间,水平线表示空间; 空间和时间彼此正交。

返回到粘合质子,电磁学表明它们应该相互排斥。 但强大的核力量,一种比电磁力强一个数量级的力量,超过了那种排斥力并使质子相互粘连。 力只出现核子之间以及各个质子和中子内 - 负责将夸克结合在一起。 为了使原子彼此靠近地被推动,需要非常高的能量密度。 实现这一目标的唯一方法是在崩塌的恒星中发生的核聚变过程。 具有更多质子的较重元素需要更多的输入能量以使胶粘剂粘附,因此只有在恒星足够大时它们才会形成。

另一方面是弱核力,它使原子在称为核裂变的过程中分裂。 我已经找到了解释强弱核之间关系的最佳方法。 想象一下小丑和蝙蝠侠都在建筑物的顶层。 蝙蝠侠和小丑都非常强大,他们代表了希望相互排斥的质子。 然而,用一根非常强大的绳子(让我们说神奇女侠的真理套索)将它们捆绑在一起(违背他们的意愿)。 在这种情况下,神奇女侠的绳子代表了强大的核力量,尽管蝙蝠侠和小丑互相排斥,仍然保持着它们的结合。 现在想象罗宾突然冲过附近的窗户,移开了真理的套索,让蝙蝠侠和小丑再次分开。 罗宾代表弱核力,这是通过将质子彼此分离而使原子分裂的原因。

33 batman & robin 蝙蝠侠和罗宾。 照片:Quora

这是含有铀的核武器的基础,其中铀分裂成两个较小的元素,释放辐射,另外还有3个中子。 这3个额外的中子与3个其他铀原子相互作用,分裂它们,释放更多的能量,然后每个释放另外3个中子(总共9个自由中子)。 连锁反应继续发生,结果是蘑菇云。 原因是强大的核力只能在很短的距离内起作用。 通过向已经很重的元素添加中子,原子变得具有放射性,因为原子核不能将它们全部保持在一起。 核分离并释放电磁辐射。 高放射性元素具有比它们可以支持的更多的中子,因此它们更快地衰变并释放更多 。

34 强大的核力量 照片:Quora

因此,如前所述,同位素是在添加或带走中子时创建的同一元素的不同版本。 添加越来越多的中子将导致原子变得具有放射性,并通过弱核力将其分离或变成两个独立的较小元素。 许多原子有许多不同的同位素。 氙和铯的同位素比任何其他元素分别多36个。

铀是自然界中迄今为止发现的92种质子中自然界中含量最高的元素。 元素周期表底行上的元素高于铀(americ:95,cal:98和einstein:99)是人造合成元素,是在粒子加速器中产生的。 当你扩大周期表时,这些元素变得越来越放射性,因为它们的原子核中有更多的质子和中子,强大的核力无法控制它们。 超过100个质子的元素非常难以保持在一起并在几毫秒内衰减,除了包含质子或中子的任何偶数“幻数”的元素。 神奇的数字是2,8,20,28,50,82和126.如果一个元素具有任何这些数量的质子中子,那么它就是魔法并且非常稳定。 如果该元素的质子和中子具有该列表中的任何数字,那么该元素就是“双重魔法”并且特别适合于衰变。 镍-78是“双重魔法”,因为它有28个质子和50个中子。

此外,还有一个假设的“稳定岛”(或3D模型的“ ”),其中超重元素的某些同位素(或版本)将保持键合并永不衰变。 这里的基本假设是存在可能存在的元素,但目前不在宇宙中,因为没有足够强大的力来融合它们 这导致许多化学家预测了从119到218的假设元素的存在。元素218是一种假设的惰性气体,称为Biunoctium。 我个人期待 (可编程物质)的合成,尽管很多人怀疑它实际上只是伪装的unobtainium。 为了响应这些元素,已经创建了表。

35 扩展的周期表。 照片:Quora

目前,大型强子对撞机(LHC)不足以生产这些元素,但拟议的国际直线对撞机,高亮度大型强子对撞机,甚至可能是非常大的强子对撞机升级都可以完成工作。 周期表中最新增加的是Ununtrium(113),ununpentium(115),ununseptium(117)和ununoctium(118)。 特别是,ununpentium(字面意思是翻译为115)似乎有很多事情要做。 我现在正在进入阴谋和猜测的领域,但我希望你至少会发现它值得一读。 以下不是我的信仰的反映,而是我觉得非常有趣并值得分享的东西。 声称在51区工作的Bob Lazar声称,元素115的同位素可以放大原子中的强核力,从而产生引力场。 这个引力场能够通过时空压缩来扭曲时空,以便“超过”光速,而不是超过300,000 km / h的速度,而是通过将船周围的空间翘曲到不是受光速限制(请记住,时空介质不仅限于光速,也只限于其中的物体。因此,这种形式的旅行在技术上是可行的,我们只是不知道如何扭曲时空)。 对此负责的ununpentium同位素显然是一个“神奇数字”元素,有184个中子。

拉扎尔声称他曾在一艘完全由非完整性制造并具有这些特性的回收外星船上工作。 利用这个元素不需要超级智能。 他暗示外星人的家乡世界存在于一颗能够自然产生元素的大星附近。 如果是这样的话,人们甚至不需要人类的智慧就可以利用这个元素。 显然这是一个最具史诗比例的疯子阴谋论,但我发现未被发现的元素或具有魔法属性的元素未被发现的同位素的前景非常迷人!

此外,NASA正在开发一种与Bob Lazar描述的船舶功能非常相似的船舶。 它被称为Alcubierre驱动器,它将通过收缩它前面的空间并扩大其后面的空间来进行旅行。

36 Alcubierre驱动器。 照片:Quora

我想在元素和人体对原子的操纵中包含的最后一件事是关于纳米技术和人工智能的文章的摘录:

“纳米技术是我们用于处理大小在1到100纳米之间的物质操作的技术。 纳米是百万分之一米,或百万分之一毫米,这个1-100范围包括病毒(100纳米宽),DNA(10纳米宽),以及像血红蛋白(5纳米)这样的大分子的东西和中等分子如葡萄糖(1 nm)。 如果/当我们征服纳米技术时,下一步将是操纵单个原子的能力,这些原子只有一个数量级(~1nm)。

为了理解人类试图操纵该范围内的物质所面临的挑战,让我们在更大范围内采取相同的措施。 国际空间站距离地球268英里(431公里)。 如果人类是如此巨大的巨人,他们的头部达到国际空间站,它们将比现在大25万倍。 如果你使1nm - 100nm纳米技术范围扩大250,000倍,你会得到0.25毫米--2.5厘米。 因此,纳米技术相当于一个像国际空间站一样高大的人类巨人,如何使用一粒沙粒和一个眼球之间的材料仔细地建造复杂的物体。 为了达到下一级操纵单个原子 - 巨人必须仔细定位1/40毫米的物体 - 如此小的正常尺寸的人需要用显微镜观察它们。

第一秒

因此,利用这个原子的基础框架及其结构,我们现在可以探索元素,太阳系以及最终地球是如何形成的。 也许你的脖子上有一条金项链。 或者你母亲的订婚戒指是由立方锆制成的。 无论珠宝如何,这些元素都不会随意在地球上产卵。 他们的起源故事比这更复杂,更有趣。 我将从大爆炸之后的事件开始。

在宇宙的第一秒内发生了如此多的事情,它必须被分解成单独的时代,每个时代都有自己独特的名称。 甚至可能是在宇宙的第一秒内发生的事件多于随后所有数十亿年中发生的所有事件。

37 大爆炸。 照片:Quora

在描述这一秒的阶段之前,我将提供小于秒的各种时间长度的上下文。 最明显和众所周知的例子是毫秒,微秒和纳秒。 这些时间尺度上的事件包括相机的快门速度,人眼的眨眼以及氢弹的聚变反应。 比这短,你输入皮秒和飞秒的领域。 在这些尺度上,您将找到计算机添加整数的速度,可见光波的振荡周期以及眼睛中的颜料对光子的反应时间。

更小,你达到阿秒。 这是光从二氢分子的一端传播到另一端所需的时间长度,即电子在原子间转移所需的时间,它是标准的原子时间单位。 有史以来最短的时间间隔是12阿秒。 阿秒是特别有趣的,因为单个阿秒是一秒钟到大约317.1亿年。 如果你在阿秒中感知到生命并且活到一秒钟,那么它将相当于生活超过宇宙年龄的两倍。 据说闪光灯以阿秒为单位感知事件(灯光对他来说是冷冻的)。 最后,我们到达普朗克时间,这是最小的有意义的时间长度。

在形成任何元素之前,在普朗克时间的第一段(10 ^ -43),宇宙在一个接近一十亿(10 ^ 33)度的温度点被压缩。 在这个阶段,所有四个基本力量都统一为一支超级力量。 几分之一秒后,在大统一时期(10 ^ -43秒到10 ^ -36秒),重力与其他力量分离。 紧接着,强大的核力分离,导致宇宙从小于质子的大小扩展到葡萄柚的大小。 这种扩张的标志是通货膨胀时代。

38 通货膨胀时代。 照片:Quora

当夸克时代(10 ^ -12秒到10 ^ -6)宇宙最终冷却到10 万亿度以下时,夸克,反夸克和电子形成,最后的基本力分离,现在有四个。 反夸克与普通夸克相同,只是它们具有相反的电荷。 夸克和反夸克的数量相等,当它们相互作用时,它们就会消灭,产生能量。 你和我所组成的问题只来自于夸克,而不是反夸克。 然而,鉴于这两种粒子之间的内在关系,我们在技术上根本不存在。 然而,每十亿次撞击中的一个夸克幸存下来,那些幸存的夸克后来创造了你今天看到的问题。 这种被称为重新定位的现象是早期宇宙中未解之谜之一。 在强子时代(10 ^ -6秒到1秒)期间,宇宙的温度仅达到万亿度,足够冷却以使夸克形成质子和中子。 所有这些都发生在第一秒内。

从第一秒到下一个3分钟,在轻子时代,轻子和反轻子(电子和正电子)构成了宇宙中的大部分物质。 当这些粒子碰撞时,它们也会湮灭产生光子。 那是宇宙的第一道亮光。 在核合成期间,从最初的3到20分钟发生,宇宙冷却到大约10亿度,这足够冷却,使质子和中子结合并产生氦和氢的第一个核子。 然而,核聚变仅在20分钟后停止,因为宇宙很快就会变得太冷而且体积庞大,无法继续。 如果它继续下去,很可能那些氢和氦核子将继续融合,直到它们变成铁,这将阻止恒星,星系和生命的形成。

在光子时代(3分钟到240,000年)期间,物质和反物质(夸克 - 反夸克,电子 - 正电子)之间的所有碰撞都会导致光子数量的大幅增加,使它们成为宇宙中最普遍存在的粒子。 。 尽管光子数量激增,宇宙仍然是不透明的,因为光子很快被自由电子吸收。

39 光子时代。 照片:Quora

在重组期间(240,000至300,000年),温度降至3000度(与太阳相同的温度),允许电离的氢和氦原子最终捕获自由电子,从而中和它们的电荷并成为第一个原子。 宇宙变成75%的氢和25%的氦。 在黑暗时代(30万到1.5亿年),当光子现在能够自由地旅行而不必被吸收时,宇宙仍然大部分都是黑暗的,因为光子没有点光源。 它们只是随机散布在宇宙中,如宇宙微波辐射背景所示。 这些波长到达我们的距离使它们从可见光谱伸长到微波和无线电波长。 当你遇到像这样的图像时,这就是你所看到的。

40 重组 照片:Quora

在接下来的3到5亿年中,恒星和星系开始大量形成。 当第一代恒星诞生时,它们是短暂的和巨大的,仅由氢和氦组成。 请记住,宇宙中还没有其他元素存在,因为在核合成期间发生的核聚变不能持续足够长的时间来融合较重的元素。 这将是恒星的角色,而不是宇宙。 所以继续前进,第一批明星诞生,然后他们很快死去。 当他们通过能量储备燃烧时,氢气和氦气开始融合成更重的元素。 如果你记得早些时候,氢有1个质子,氦有2个质子。 当两颗氦原子从一颗坍缩恒星的强引力压力中合并时,一颗带有4个质子的新原子就诞生了,我们就像铍一样。 因此,通过核聚变继续这种质子加成过程,形成更高的元素,如碳,氧,磷和硫。 产生的元素一直延伸到铀(92质子),这是最大的天然原子。 结果是您在元素周期表中看到的所有元素都形成了铀。

好吧,现在我们有了我们的元素,但它们仍然被困在恒星的中心,那么我们如何将它们释放到宇宙中呢? 嗯,星星还有一个最后的工作要做:在一个叫做超新星的大爆炸中自毁,从而将新创造的物质投射到宇宙的远处。

快进几十亿年,宇宙附近的一颗恒星刚刚爆炸成一团巨大的气体,称为星云。

41 星云 照片:Quora

在这些恒星诞生的恒星托儿所里。 形成我们的太阳系的星云在这种气态下保持了相当长的一段时间,直到其他附近的恒星爆炸,导致涟漪穿过气云。 附近的爆炸引发了重力坍塌,星云坍塌成了一个圆盘。 微观粒子开始碰撞并合并,形成称为星子的微小岩石。 最初有数百万个散布在整个太阳系中,但随着它们变大,它们的引力吸引力越来越大,它们成为了原子星。 多个星子的碰撞和合并形成了更大的岩石体,并使它们的引力更快地增加,使它们能够吸引更多的星子。 在坍塌的星云云的核心,重力最强大,一个原恒星开始形成。 随着原恒星开始进一步收缩,它最终变得足够热以融合氢气,从而开始其适当的寿命并成为我们的太阳。

42 Protostar 照片:Quora

太阳系的早期阶段非常混乱,有许多碰撞和爆炸,而不是你今天看到的和平稳定的系统。 由于重力的累积效应,这些微小的物质团块呈指数级变大,直到最终只剩下四个世界:水星,金星,地球和火星。 如你所知,最接近太阳的四个行星是岩石,四个外行星是没有表面的气体。 在水星,金星,地球和火星上,从大气到陆地都有一个急剧的过渡,而木星,土星,天王星和海王星则不可能登陆太空船,因为它将继续穿过地球直到它达到了核心。 这是太阳系早期形成的结果,只有岩石,密集的星子才能在靠近太阳的热量下存活。 离太阳更远的地方越来越远,旋转的冰和尘埃形成了外面的四个气体巨人。

43 太阳系。 照片:Quora

当protosun和protoplanets开始将他们的最终形式带入你今天看到的太阳系时,太阳点燃并发出巨大的太阳风。 这阵放射性能量将所有剩余的灰尘和气体吹走到太阳系的外缘,就像风扇吹出一个烟雾缭绕的房间。 外壳称为Oort Cloud。 因此,你所听到的所有小行星和彗星都只是早期太阳系的残余物,从很久以前就已经回归。

一些天文学家怀疑所有天然气巨头之间的早期竞争都会成为太阳。 当然,太阳因为处于中心位置而胜出,技术上使得所有其他天然气巨头都失败了。 它们从未变得足够大以燃烧氢气,因此它们在太阳系的远处羞愧地垂头丧气。 这方面的证据在于,所有的天然气巨头都有多个卫星,使它们成为自己的小型太阳系。 木星特别有63个卫星! 土星60圈,天王星27号轨道,海王星13号轨道。 木星是成为明星的壁橱,但从未完全成功。 对我们来说幸运的是,木星找到了一份新工作:地球宇宙后卫。 由于木星的大小,它的引力足够强大,足以在太阳系发射到地球之前将长周期彗星从太阳系中抛出。 如果它不是木星,地球上会有更多的小行星碰撞,木星有伤痕 !

44 木星 照片:Quora

在大约50亿年中,太阳将耗尽其氢和氦的供应并开始转变为红巨星。 水星,金星和地球的轨道都将被太阳的表面膨胀所消耗( 快速模拟,这就是红巨星在它吞没地球之前的样子)。 金发姑娘区距离恒星的距离,行星能够支持液态水。 这是一个温度不太热而且不太冷的区域,可以促进生命的发展。 目前,地球正好在金色的地带内运行,这就是你如何能够在这里甚至读到这一点。 然而,当太阳变成红色巨人时,金发姑娘区将转移到木星和土星的卫星。 太阳将保持一个红色巨人约10亿年,直到它成为白矮星。 因此,当生命从地球上消失时,它可能会再次出现在这些卫星上。 当然,如果它还不存在的话。 当太阳爆炸时,它将形成一个新的星云,奠定了在遥远的未来出现新太阳的基础。

将讨论结合到地球上,我现在将简要介绍它在太阳投掷所有小行星和彗星到太阳系外围之前的历史性开端。 在地球有月亮或生命之前,它与一个名为Theia的火星大小的行星相撞。 Theia以每秒15公里的速度撞击地球,比子弹快20倍。 这种影响导致地球旋转如此之快,以至于一天只有6个小时。 这是一个碰撞的视频: 支撑自己,这一个

从撞击中传来一小块岩石,后来变成了我们的月亮,Luna。 与Theia相撞后,地球更加炎热,火山,没有氧气。 一个名为重轰炸的2000万年期间,在小行星不断轰击地球的情况下,这些条件维持了很长一段时间。 月球上的陨石坑是这次事件的证据。 此外,这些小行星最终破坏了地球的初始地壳,导致它分裂成今天载入大陆的构造板块。

45 重轰炸。 照片:Quora

接近这一事件的结束时,与水蒸气混合的火山蒸汽升入大气层,凝结成云层,然后作为酸雨降下来。 雨水侵蚀并填满了地球表面的大型沟壑,从而形成了地球的 。 你听说没错,地球的海洋首先在天空中形成 携带盐和微小水滴的彗星也有助于它们的形成。 彗星中的盐以及从侵蚀的岩石中释放的盐是今天海洋大部分都是咸的原因。

目前,我觉得值得详细阐述火山。 火山是地球上最具破坏性的力量,它们的灾难性潜力的威胁仍然从下面突然袭击人类的头部。 这是皮纳图博火山的图像,这是过去100年来最大的火山喷发:

46 皮纳图博火山是过去100年来最大的火山喷发。 照片:Quora

尽管提前几天成功撤离,仍有数百人死亡。

人类与地球上任何其他动物的种群大小相比,遗传多样性最少。 科学家们得出的结论是,这是由于多巴山火山爆发了人类的 ,只留下了几千名幸存者。 只有一小部分人在这场灾难中幸存下来,这意味着你和其他所有人都是这个微小基因库的死者。

黄石是怀俄明州的一座超级火山,可能是人类的下一个主要威胁。 超级火山不同于普通火山,因为它们不是从远处可见的三角形山脉,而是地球上称为火山口的大型凹陷。 在火山爆发时,不是像火山岩一样在火山顶上升起和爆破,而是在超级火山中,岩浆上升以填充地下水库,然后在数千年后爆炸地面。 在我们进入太空之前,没有人知道黄石破火山口在哪里。 卫星图像显示我们无法找到它,因为我们站在它上面 ; 整个公园是一个巨大的火山口,岩浆就在它的表面之下!

47 卡尔德拉斯 照片:Quora

这足以填满大峡谷11次。 相反,将整个人类聚集在一起,即使只有一次也不会接近填满大峡谷。

48 岩浆 照片:Quora

在上面的第一张图中,你看到了1991年皮纳图博火山的羽状云。如果过去有任何迹象,黄石的喷发将超过那个大小的200倍。 相比之下,太阳是地球直径的109倍。

49 太阳是地球直径的109倍。 照片:Quora

皮纳图博火山是一个微小的紫色圆圈。 黄石是巨大的蓝色圆圈。

最糟糕的部分是黄石公园已经过火了 黄石平均每60万年爆发一次,最后一次喷发时间为64万年前。 这意味着火山已经过了4万年。 我们坐在定时炸弹上。 当黄石爆发时,它将是75,000年来人类听到的最响亮的声音。 这种影响不仅对美国而且对整个世界都是灾难性的。 这就是为什么我觉得政治家不应该对移民这么努力。 如果黄石公园很快爆发,可能有数百万美国移民试图逃往墨西哥和其他附近国家,这将是一个可怕的讽刺。 这是估计的爆炸半径。

50 黄石。 照片:Quora

冒险返回太空,可能早在恐龙时代就已经有月球上的火山爆发。 金星有数千座火山,包括盾形火山Maat Mons。

51 金星有数千座火山,包括盾形火山Maat Mons。 照片:Quora

太阳系中最大的火山是奥林巴斯蒙斯,大约相当于意大利的大小。 奥林巴斯蒙斯位于火星上,一直是由令人难以置信的航空航天公司SpaceX创建的旅行海报的主题。 探索奥林巴斯蒙斯将是SpaceX在火星殖民运输车中将它们送到那里后,第一批人类能做的几件事之一。

52 奥林巴斯蒙斯位于火星上,一直是旅游海报的主题。 照片:Quora

奥林巴斯蒙斯和珠穆朗玛峰之间的大小比较。

生命从热液喷口附近的海底开始的神秘的一个可能的解决方案是生命实际上始于火星,在那里通过一个称为panspermia的过程,火星微生物来到地球被陨石包围。 毕竟,火星可能在某一时刻成为了更好地方。 事实上,在40亿年前,在地球生命发展之前的5亿年,火星看起来像这样:

53 在地球生命发展之前的五亿年,火星看起来像这样。 照片:Quora

还有这个:

54 在地球生命发展之前的五亿年,火星看起来像这样。 照片:Quora

来自美国宇航局戈达德概念图像实验室

蔚蓝的天空,云彩和流水。 也许如果埃隆马斯克的公司spaceX获得第一个人类殖民地到火星,它将只是人类回归其家园星球; 它的起源地。 更令人惊讶的是,火星的天空在日落/日出时变成蓝色,白天变成红色,这与它在地球上的运作方式完全相反。

55 火星的天空在日落/日出时变成蓝色,在白天变成红色。 照片:Quora

奖金。 弦理论与多重宇宙

免责声明 :弦理论是理论物理学的一部分,因此以下大部分内容将基于理论而非可验证的经验数据。 尽管如此,我仍然认为,如果没有其他原因,只考虑可能性,这里值得讨论。

如前所述,有四种基本力量来统治宇宙。 在大爆炸中,这些力量团结为一种主要力量,但随着宇宙继续扩张,它们随后分离。 许多理论物理学家怀疑有一种方法可以用一种统一的理论来描述它们。 两个最大的竞争者是弦理论和循环量子引力。 我对LQG知之甚少,所以我的解释主要集中在弦理论上。

量子力学非常彻底地描述了三种基本力量。 对于强核力,存在量子色动力学,对于电磁学和弱核力,存在电弱相互作用。 同样,广义相对论在描述引力方面做得很好。 简而言之,量子力学描述了宇宙如何在小规模上运作,广义相对论描述了宇宙如何在大规模上运作。 这两种理论一起解释了几乎所有的东西。 这里的问题是它们彼此不兼容。 量子级别的工作方式不是宏观层面的工作方式,反之亦然。 重力方程不能应用于原子水平的粒子。 这主要是因为引力子仍然未被发现。 所有其他力都有携带力的粒子来描述它们的行为:电磁=光子,弱核力= W&Z玻色子,强核力=胶子。 但就目前情况而言,即使最近发现引力波应该是传播这些波的粒子的引力波,也没有证明引力子存在。

56 gravitational waves 引力波。 照片:Quora

此外,在宇宙中存在某些不清楚哪个理论应该用来描述它的理论。 以黑洞为例。 您是否使用量子力学(小规模的描述),因为原始黑洞可能存在于量子水平,而黑洞的奇点是时空中的单个点,或者您是否使用广义相对论(大型描述)描述它们,因为它们具有巨大的质量和引力吸引力? 那么在这种情况下,使用两者都是有意义的。 然而,当这样做时,物理学停止工作; 它在预测无限到达的奇点处崩溃。

输入字符串理论。 弦理论的创建是为了弥合量子力学和广义相对论之间的差距。 通过这样做,它将成功地在一个等式中描述黑洞的属性。 它也将解决有关大爆炸的小问题。 牛顿的第一个热力学定律指出,能量不能被创造或破坏,但大爆炸似乎完全违反了这个公理。 弦理论也试图通过假设宇宙像一个有两个现实平面的三明治一样分层来解决暗物质和暗能量之谜。 它将恒星和星系视为该平面上的一种物质,暗物质作为第二平面上的不同类型的物质。 只有重力可以在两个平面之间转移,这可以解释为什么暗物质只影响星系的引力,但不与任何其他力相互作用。 如果弦理论得到验证,它将成功实现万物理论 阿尔伯特爱因斯坦在获得狭义相对论和后来的广义相对论之后,首先追求这一追求,后来被斯蒂芬霍金,道崎卡库,布莱恩格林和伦纳德苏斯金德所接受。

57 einstein 艾尔伯特爱因斯坦。 照片:Quora

弦理论基本上假定在最小的亚亚原子尺度上存在微小的振动弦,它们被捆绑成夸克。 弦是如此之小,如果你将原子缩放到太阳系的大小,一个字符串将是地球上一棵树的大小。 这些弦中有无数个以不同的频率振动以产生它们自己的粒子类型。 到目前为止,标准模型中仅发现了17个粒子。 这意味着,随着弦的无限变化,我们可能永远不会发现隐藏在我们现实中的粒子。 一个有点误导性的比喻是考虑吉他上不同的琴弦如何产生不同的声音变化。

为了使弦理论发挥作用,必须有三件事。

1.多元宇宙。 为了使数学运算(我不太了解),必须有无数的宇宙。

2.必须至少有十一个维度:六个是空间的,一个是时间的。 较高的尺寸将分层在较低的尺寸上。

3.白洞。

58 白洞。 照片:Quora

多元宇宙

最初,我们认为只有一颗行星,然后我们才知道有八颗行星。 我们以为只有一个太阳,然后我们才知道有1000亿。 我们认为只有一个星系,现在我们知道有1000亿个星系。 鉴于我们的记录,为什么我们应该假设只有一个宇宙? 一个有用的比喻是在浴室中画出吹泡泡。 每个气泡(称为brane)代表一个单独的宇宙。 每个气泡中不存在不同的宇宙,而是它们的表面上存在。 另一个类比是多元宇宙就像一个鱼缸,整个水域都会出现随机大爆炸。 随着每个宇宙的扩展,它们彼此接近。 然而,当他们碰撞时,两个宇宙都将死于热火之死(Big Chill)。 在他们的碰撞点,一个新的大爆炸形成,创造一个全新的宇宙。

59 一个新的大爆炸形式,创造一个全新的宇宙。 照片:Quora

在众多世界对量子力学的解释下,有一个宇宙可以解释每个可能事件的所有可能结果。 如果你接近一个十字路口并在一个宇宙中向右走,在另一个宇宙中你将直行,而在另一个宇宙中,你将向左转。 这些差异也非常微小; 在某些情况下,两个宇宙之间的唯一区别将是前草坪上的一片草叶。 该理论作为量子力学中命题的对应点,即波函数在观察时坍缩成几种可能的量子态之一。 当未观察到时,粒子以叠加存在,这意味着它们存在于所有可能的量子态中。 但是,当您测量诸如电子之类的粒子时,它似乎是去相干的,或者选择单个状态。 许多世界的解释说,粒子的每个可能状态都是在一个单独的宇宙中选择进行测量的。 这个想法最好的解释是 ,尽管持有并向你的脸上射出一把装满枪的枪,但是会有一些宇宙中的枪不会消失以解释所有可能的结果。 那个版本的你将达到量子不朽。

60 量子不朽。 照片:Quora

11个维度

弦理论的第二个条件假设存在10个空间维度,第11维作为时间。 作为人类,我们以时间的形式经历三个空间维度(宽度,高度和深度)和一个时间维度。 但是,我们只能从两个方面看待事物。 如果我们真的看到了三个维度,我们就能看到后面和内部的物体,如立方体(你的电视,抽屉,冰箱等),方形金字塔(埃及金字塔,旧金山的泛美建筑等),和圆筒(电池,蔬菜罐头和树木)。 此外,正如本 ,如果您观察浮球的移动距离与您移动的距离成正比,您将无法察觉到球的距离或大小有任何变化。

61 弦理论的第二个条件假设存在10个空间维度,第11维作为时间。 照片:Quora

考虑到这一点,我认为澄清一个维度究竟是什么很重要。

假设您正在尝试找到曼哈顿的马奎斯万豪酒店,您已同意与朋友见面。 为了让您在地图上找到这家酒店,您需要两条重要的信息:街道名称和大道。

稍微偏离主题但仍然相关,道路名称,如街道,大道,林荫大道,车道,车道和道路都有非常具体的条件,道路必须遵守,以便标记该术语。 F.ex,一条林荫大道是一条中间有树木或两边都是树木的道路,而一条小巷则是一条没有媒介的狭窄道路。 在上面的示例中,街道是将城市中的建筑物连接在一起的东西,并且通常在地图上从东向西(水平)流动。 大道是从北向南(垂直)流动的街道。

一旦您拥有这两条信息,即万豪侯爵酒店的第7大道和第46条街的角落,您基本上是在两个方面进行操作。 现在假设一旦你到达酒店,你就会在三楼的房间里见到你的朋友。 您刚刚添加了第三条信息,第三个维度(高度)用于在时空中到达更具体的位置。 为了更进一步,你安排在下午4点在那里与他见面。 它现在已经获取了4条信息或尺寸 ,以便成功地与您的朋友见面:三个空间维度和一个时间维度。 如您所见,随着每个连续的维度,您在时空中的位置变得越来越精确。 弦理论提出的更高维度只会增加你在时空中的特异性。 难以想象更高尺寸的特性与难以想象第三维度的方式相同。 尽管如此,弦理论假设4号以上的尺寸非常微小且对我们来说无法察觉。 它们实际上非常小,只有粒子能够感知它们。

为了说明这一点,想象一下你自己站在人行道上,用一条垂直于你视线的电话线直接在街对面凝视。

62 想象自己站在人行道上,直接在街对面凝视着垂直于你视线的电话线。 照片:Quora

从您的角度来看,您只能看到2维电话线。 你只看到一条从极到极延伸的黑线。

现在想象一只蚂蚁爬过你正在观察的电话线的表面。

63 想象一只蚂蚁爬过您正在观察的电话线的表面。 照片:Quora

蚂蚁能够看到3维的电线。 从蚂蚁的角度来看,该线具有宽度,高度和深度。 它可以观察到电线的曲率,甚至可以360度环绕它。

然而,你正盯着街对面的那只蚂蚁,而你只看到2维的电话线。 然而, 在你自己的二维视野中,有一个你无法观察到的第三个维度。 第三个维度 沿着二维线 隐藏 ,就在你面前! 这是弦理论中具有更高维度的想法。 它们存在于我们周围,但除了原子之外是不可接近的。 蚂蚁对电线的看法与你相比的方式是原子的视角与人类相比的方式。

白洞

最后一点弦理论假设存在的是白洞,正如你可能或可能没有猜到的那样,是黑洞的对立面。 黑洞是太空中没有任何东西可以逃脱引力的区域。 如果你不幸穿越它的事件视界,那么被困在黑洞附近将阻止你逃离它的引力,否则被称为不归路 如果你要跨越事件视界,你将基本上从宇宙中消失 ,没有希望永远回归。 即使你以某种方式在旅途中幸存下来,你仍然会存在,至少在这个宇宙中不存在,因为你永远无法回来。 有趣的是,一些科学家已经提出超高级外星文明实际上可能会生活在黑洞中心附近,因为可能存在一个区域,就在轨道稳定的奇点之前,奇点可以提供近乎无限的能量储备。 它被怀疑在那里相对平静,这与黑洞将在宇宙中生存任何其他物体这一事实相结合。 如果这些生物具有能够对未来建模的技术,我们使用计算机模型和模拟来研究大爆炸和早期宇宙,那么这些外星人就没有理由离开。 他们已经知道宇宙的结果是什么。 这是一种可能解释。

64 费米悖论。 照片:Quora

就像黑洞是你永远无法逃脱的东西一样,白洞是你永远无法进入的东西,因为它们不断向外拍摄物质。 保持这种直线的一个好方法是将黑洞视为宇宙真空吸尘器和白洞作为宇宙吹叶机。 许多理论物理学家认为白洞是在接近其寿命终点时由黑洞形成的。 环量子引力的支持者认为,晚期黑洞最终会爆炸,将所有被捕获的物质释放回宇宙,从而成为一个白洞。 通过这个镜头,大爆炸是一种超大质量的白洞。 弹出物的数量将与消耗的物质量相同。 这与斯蒂芬霍金对信息悖论的解决方案很吻合。

Blackholes存储他们消耗的所有东西,只是信息被扰乱。 但是如果你要将一个物体的每个粒子从一个黑洞中取出,一次一个,你理论上可以重新组装该物品。 它类似于厨房搅拌机。 如果你在一张纸上写下你的名字并把它放在搅拌机中,信息仍然存在,纸张和石墨不会消失,它们只会被撕成小碎片。

更令人着迷的是,白洞和黑洞可能通过量子管道相连,而白洞可能存在于宇宙的其他部分,或者完全存在于其他宇宙中! 这样做的含义是,如果我们以某种方式发现一种安全进入黑洞的方法,理论上,我们应该退出我们自己宇宙的某个遥远部分的白洞,或者可能在另一个宇宙中。 尽管小心; 宇宙希望是一个危险的游戏,因为我们不会意识到物理定律在其他宇宙中是如何不同的。 据推测,多元宇宙可以解释所有可能的事件和情景。 如果这是真的,那么在某些宇宙中,某些原子可能还没有形成生命,或者在其他宇宙中,引力可能比在我们自己的宇宙中强得多。 离开白洞后,新宇宙的引力可以立即将我们撞击到我们船的表面,其力量类似于中子星。 更重要的是,可能存在一些根本没有任何恒星的宇宙,只有无粘结粒子的海洋。 在这种情况下,我们将如何获得能量? 假设人类在这一点上仍然是人类,而不是生物,我们将如何获得蛋白质和钙等营养素。 ,一种能够以木材可以变成金的方式交替原子的装置,可能是一种解决方案,但这假设原子仍然会以相同的方式结合,甚至根本不结合

65 Quora 照片:Quora

现在的问题是我们如何进入黑洞,你知道, 生存 通过试图进入较小的,恒星质量的黑洞,你的死亡肯定会被标记为ob告中的“黑洞自杀”。 但是,在尝试进入超大质量黑洞时可能会更好。 基于黑洞的数学,这似乎是探索多元宇宙时必须满足的第一个参数。 如果你从早些时候回想起来,这些庞然大物与暗物质协同工作,将星系连在一起。 其中最大的一次可以吞下我们的太阳系数次 - 然而,它们可能没有您想象的那么危险。 每个黑洞都包含一个事件视界,其大小相对于黑洞的大小而变化。 小恒星质量黑洞的事件视界通常大约是黑洞本身的大小。 然而,当你将黑洞的质量加倍时,事件视界的大小也增加了一倍,但是黑洞的体积增加了三倍 ,这是方形立法的一个特征(防止存在的规律) 。 这种现象使得超大质量黑洞相对于它们的尺寸具有比相对于它们的尺寸的恒星质量黑洞小得多的事件视野。 因此,超大质量的黑洞对你来说比较小的恒星质量黑洞对你的奇点更好。 将超大质量黑洞与恒星质量黑洞进行比较就像将巨型泰迪熊与野蛮的奇瓦瓦狗相比较。 在您开始体验任何真正的伤害之前,您将在超大质量黑洞中行进很远的距离。 这种方法假设有一些轨迹可以进入黑洞,允许你绕过事件视界并仍然完全前往宇宙的遥远部分或新宇宙。

更有利的是,超大质量黑洞应该是 。 而不是这种类型的黑洞的奇点是在巨大的重力井底部的单个点,克尔黑洞的奇点是一个环。

从文章中摘录:

“曾经旋转过一杯水或汽水瓶,以便内部的液体旋转?有时,如果旋转得足够,液体实际上是分开的,在它周围留下一个清晰的中心和一圈旋转的水。同样的东西可能发生在克尔黑洞中。而不是中心的奇点,而是一个环。你可以通过那个环的开口部分而不会触及引力挤压。

在穿越事件视界时,内部柯西地平线应当像一条扭曲的毛巾一样收缩,因为它通过落下,然后在另一侧重新打开,通过一个白洞发射所有物质。

66 环奇点。 照片:Quora

进入黑洞的风险和危险的冒险将成为一个有价值的事实,因为宇宙将很快在一个被称为大寒的事件中结束。 正如我在一开始所提到的那样,宇宙正在被暗能量的力量扩张,而不是放慢速度,这种扩张实际上在加速。 在遥远的未来的某个时刻,每件事都会偏离其他一切。 月球每年以大约3厘米的速度漂离地球,很快就会发生日食,因为月亮不会大到足以阻挡太阳。 在更大范围内,这发生在星系和银河系超星系团之间。 最终结果将是量子尺度上的大分离。 原子将不再能够形成分子,因为它们之间的距离太大。 在Big Chill的后期阶段,氢和氧原子将不能形成水,因为这些粒子将被分开很远的距离。 这意味着没有有机生命,没有行星,没有恒星,也没有星系。 原子和分子的碰撞产生热量。 然而,当原子彼此远离足够远时,碰撞量将下降,结果,宇宙将变得更冷(因此大寒)。

在我对结束进行最终描述之前,我将为您提供一个可能的解释。 它被称为宇宙的循环模型,它假定宇宙实际上是宇宙形成和破坏之间永恒的一系列振荡的一部分。 想象两张纸漂浮在彼此相距3厘米的地方。 这些代表了现实的两个平面,它们被宇宙的热量所击退。 回到大寒,随着星系,恒星和最终原子由于暗能量而继续分离,热量将开始消散,这两张纸将开始相互靠近。 黑洞的寿命比宇宙中任何其他物体的寿命长,它们将是大寒中剩下的最后一个物体。 由于没有周围物质的大小增加,黑洞会发出摆动辐射并最终蒸发。 当最后剩下的黑洞蒸发,这意味着宇宙中留下的最后一点热能,时间将会冻结(不会发生任何事件),这两张纸会碰撞,产生另一个大爆炸。

这个理论的含义是你在过去曾多次读过这个答案,并且在将来每次死亡和宇宙诞生时你都会继续这样做。 也许你曾经坐在那把椅子里,你现在已经在以前的宇宙迭代中数百万次了。

以下是艾萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov)题为 一篇关于宇宙结束的短篇小说

67 循环宇宙。 照片:Quora

其他有趣的事实:

  • 一些科学家怀疑WAMP Coldspot是迄今为止发现的最大超级类型,是多元宇宙的证据。 这可能是另一个宇宙向上推动我们自己的位置,导致所有物质(和暗物质/能量)向外推。
  • 我们的太阳系可能是双星系统(大多数是[1])。 ( 等科学家提出存在一种名为Nemesis的棕色牵引星,它在奥尔特云中的某个地方绕太阳运行。 他们将地球历史上所有的周期性大规模物种灭绝归因于复仇女神的恶行。 在它的轨道路径的某个点上,复仇女神进入奥尔特云深处,它的引力导致小行星飞向内太阳系。 人们还认为,复仇女神也可能对塞德娜的大规模远日派负责。
  • 巨大的东西将我们和所有其他星系拉向一个叫做Great Attractor的地方。 然而,更大的东西是拉动 ,但我们无法观察到任何一个,因为它们都隐藏在避让区域后面。
  • Hercules-Corona Borealis长城是可观测宇宙中最大的物体。 它太庞大了,天文学家声称它 。
  • googol是数字1,后面有一百个零。 googolplex之后是一个零的零,而是一个零的零。 梯形数字不会增加兴趣,所以我将专注于一个googol,表示为10 ^ 100。 如果宇宙是一个长度为10 ^ 100米的googol,而你旅行的距离足够远,你最终会看到重复的行星,星系,然后最终你自己 这是因为在给定体积中对于宇宙中原子总量(10 ^ 70)的可能排列的数量将在达到googol的距离之前很久就会耗尽。 有关 更深入的解释, 请参见 此外,这是 从现在开始 的宇宙 将会发生的事情
  • 相对于电子的概率云,原子核非常微小。 一个有用的比喻是想象一个哥特式大教堂中心的绿豌豆。 根据尺寸的概念,平均人发的宽度约为一百万个原子。 下次你拿着一缕头发时,要意识到你正在观察大约一百万个原子! 关于中子星,用绿豌豆填充大教堂的边缘,然后结合那些绿豌豆填充的大教堂,直到你有一个像城市的大小。 是一颗中子星。
  • 金字塔是在4000年前建造的,但由于地球围绕太阳运行,太阳在银河系中心绕超大质量黑洞运行,因此它们也建成了光年。 我们已经远离建造金字塔的最初位置。
  • 您可以通过变小而不是变大来探索更多的宇宙: 。 在最小的尺度上,量子泡沫和弦理论串估计存在于普朗克长度上,即10 ^ -35。 相反,可观测宇宙的直径估计为920亿光年,仅为10 ^ 27。
  • 大多数人对宇宙中我们所处位置的直觉都停留在冥王星。 然而,过去的冥王星,包围整个太阳系,是一个叫做奥尔特云的岩石球体。

68 奥尔特云。 照片:Quora

冒险经过Heliosphere,Heliopause,Heliosheath,最后是Bow Shock,

69 冒险经过Heliosphere,Heliopause,Heliosheath,最后是Bow Shock。 照片:Quora

我们看到我们最近的恒星邻居是半人马座半球星系统中的三颗恒星,距离我们约4.24光年。

70 Alpha Centauri。 照片:Quora

我们的太阳系(在内部球体上方有两幅图像)在猎户手臂中每2.3亿年 (如下图所示)。

71 猎户座的手臂。 照片:Quora

银河系旁边是仙女座星系和Triangulum星系,以及大小麦哲伦星云。

72 银河系旁边是仙女座星系和Triangulum星系,以及大小麦哲伦星云。 照片:Quora

这是即将发生的碰撞场景。

73 即将发生的碰撞情景。 照片:Quora

  • 所以你可能听说人类的共同祖先生活在树栖中,食物短缺,然后我们共同祖先的一半留在树上,另一半留下树木寻找更多的食物。 后来留下的那些进化成为人类,而那些仍然进化成猿的人。 当我们探索开阔的平原和草原时,我们开始走得更加直立,而且对于我们捕获食物来说,跑步变得更加重要。 因此,我们的股四头肌变得越来越大,我们失去了大部分头发,这样我们就可以更容易出汗了。 猿人保留了头发,因为它们在夜间保持温暖,白天树木遮荫。 我提到物理学家李斯莫林提出的宇宙学自然选择理论。 该理论认为,随着形成的每个黑洞,在其中创建一个新的宇宙,并且这些新宇宙中的每一个都包含略微不同的基本力的变化。 只有具有最有利于新恒星诞生条件的宇宙才会从星坍缩中产生自己的黑洞,自然选择将开始偏向宇宙进化的路径。 这里需要注意的有趣的事情是,进化和自然选择的原理可能不仅存在于生物学的唯一领域,而且可能是管理宇宙运作的基本原则。
  • 当我们提到有关日出和日落的事情时,气象员今天早上向你撒谎。 太阳相对于行星的位置根本不移动。 相反,地球围绕其轴旋转,太阳逐渐进入视野。 同样的过程也适用于 ,在这里你可以看到银河系在大峡谷等黑暗的地方上升。

74 银河系上升。 照片:Quora

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(责任编辑:卫斯理)
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