世界上最坑爹的玩意,超越人类认知的极限有哪些

世界上最坑爹的玩意,超越人类认知的极限有哪些,第1张

最烫、最冷、最快、最亮、最圆、最暗、最密、最大……无穷的宇宙还有多少奥秘?让我们来看看宇宙最壮观的一些玩意儿。

1最烫

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哪怕只有1K,也算不上宇宙最低温。

太空本身既不热又不冷。在缺少带热振动的东西的条件下,温度毫无意义。不过,太空中确实有丰富的冷东西。

在我们的太阳系里,最冷的地方可以说近在眼前。2009年,美国宇航局“月球勘测者轨道器”发现,在月球南极附近太阳光照不进的永冻坑中,温度竟然只有33K(-240℃),比在既阴暗又遥远的冥王星上探察到的温度还低。随着探测范围的扩大和测量精度的提高,这项纪录完全有可能被改写,一些更加远离太阳的卫星或矮行星可能有着自己的永冻坑。

出了太阳系,肯定有一些更寒冷的岩石,而其中最冷的“孤魂野鬼”很可能存在于星系际空间。由于只被宇宙大爆炸后微弱的微波余辉和遥远星光的微亮加温,这些天体的温度可能不超过3K。因为温度仅为2.7K的微波背景沐浴着整个宇宙,你也许会认为再没有比这更冷的了。但实际情况是,距离我们5000光年、被称为回飞镖星云的一团气云的温度只有1K。这团星云正迅速膨胀,并在此过程中不断降低自身气体的温度,其降温方式与家用电冰箱或空调器中冷却剂的膨胀降温是一样的。

回飞镖星云能否保住自己在已知天然物体中的最冷头衔还有待观察,但在创造最冷方面人类轻而易举地胜过了大自然。2003年,在美国麻省理工学院一个实验室里,一团钠原子云被降温到0.45纳开,也就是不到绝对零度(-273℃)以上10亿分之0.5K。如此低的温度在宇宙中迄今未被见到,甚至就连这么低的温度对宇宙有什么用处或者有没有用处这个问题也至今没有答案。

③ 最快

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中子星发出的磁场运动速度超光速。

速度是相对的。在宇宙中,没有关于“静止”的绝对标准,最接近静止的东西或许就是弥漫整个宇宙的微波背景辐射,它在天空中的多普勒频移(在—个方向为蓝色,另—个方向为红色)揭示,相对于宇宙微波背景辐射而言,太阳系正在以每秒600千米的速度疾飞。可-是,微波实在是太飘渺,所以我们感觉不到它的风。

遥远星系的移动速度也飞快。宇宙正在全方位膨胀:你望向的宇宙范围越宽,所见到的星系离开我们的速度就越决。到了足够远处,星系离开我们的速度实际上已超过光速,由于此时光辐射无法到达地球,这意味着我们无法看见这些星系。

对我们来说,这些无法到达的极端东西或许只具有抽象的意义。假如我们正相对于附近的某个大天体一某个你看见正从你家窗口疾飞而过或某个你可能撞上去的天体—一快速移动时,速度就会变得有趣得多。

在我们的太阳系里,水星是移动速度最决的行星,其轨道速度大约为每秒48千米,而地球只有每秒约30千米。1976年,水星首次被一艘人造飞行器——“太阳2号”探测器超过,后者飞掠太阳的速度超过每秒70千米。来自太阳系外围的彗星掠过太阳时的速度更快—它们以最快每秒600千米的速度从太阳表面飞驰而过,但速度并不能保证逃生:其中—些彗星击中太阳而被吞噬。

银河系外围也是一些极忙碌天体的家园:“超高速恒星”以高达每秒850千米的速度经过所在星系的其余部分。有理论认为,它们是在与银河系中心黑洞近距离相遇时被d射出去的。由于其无与伦比的强大引力,黑洞成为非常有效的宇宙d弓。—些黑洞还创造磁龙卷风,这种龙卷风以99%的光速喷射稀薄的物质射流。

脉冲星是高速自旋的中子星,它们也大要高速磁魔术。脉冲星每秒可旋转多达1000次,这意味着它们的表面移动速度可达光速的20%。在足够远离表面的地方,中子星发出的磁场的运动速度甚至能超过光速。这并不违背物理学法则,因为磁场并不携带能量或信息。这些超高速磁场可能是由脉冲星发出、最终到达地球的定期性强力辐射脉冲的源泉。这些脉冲抵达地球的时间差异或许很快就可被用来探测引力波——由爱因斯坦的相对论预测的运动的空间扭曲。

在黑洞引力帮助下,就连固体甚至也能接近光速。在黑洞的视界,一块岩石会悄无声息地消失,但两块处于不同轨道上的岩石则可能互相碰撞。根据科学家2010年的计算结果,黑洞的旋转会在周围空间激起一个涡旋,从而提升碰撞的最高速度。由此得出的结论是,在宇宙的某个地方,两块被—个快速旋转的黑洞俘获的岩石可能会以接近光速的速度互撞。

④ 最亮

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再致密的东西,也超不过黑洞上限。

地球表面的温度和气压对人类来说是很适宜的,而地球上已知最致密的物质是金属元素锇,1立方厘米锇的质量是22克,或者说一茶匙锇是100克多一点。但即便是我也很“蓬松”——其间的电子云隔开了致密的原子核。尽管如此“蓬松”,这些电子云却仍很壮实,就算是地球内部深处的极高压也只能把固态的锇压扁一点点。

在巨型恒星坍缩的内核——我们所称的中子星内部,压力远比地球内部大很多。在那里,物质以一些奇异的超致密形式存在——大部分可能是中子,或许还有一些质子和电子,它们彼此非常紧密地排列。来自中子星中心的1立方米中子态物质的质量可能高达1000万亿吨。所谓“中子态”是指,如果在超固态物质上再加上巨大的压力,由于原来已经挤得紧紧的原子核和电子已经不可能再紧了,于是原子核只好宣告“解散”,从里面放出质子和中子。从原子核里释放出的质子在极大压力下会和电子结合成为中子,这样一来,物质的结构就发生了根本的变化,原来是原子核和电子,现在都变成了中子。这样的状态叫做“中子态”。这种形态大部分存于中子星中,中子星是由大质量恒星晚年发生收缩而造成的。

在中子星内核,或许还存在更致密的假想物质——夸克(夸克被认为是比质子、中子更微小的物质组成基本粒子)。然而,最新证据不支持夸克的存在。两颗新近发现的中子星非常沉重,哪怕是夸克对它们来说也太“蓬松”。那么,中子星的腹心究竟是一些什么样的超致密物质呢?有关线索也许可通过研究星震来获取。所谓星震,是指中子星外壳爆裂时发生的震颤性能量爆发。

中子态或者夸克或许是宇宙中最致密的物质形式,但最致密的天体却可能并不是由它们构成的。进一步压缩中子星,它就会变成黑洞。并非所有黑洞都很致密,事实上,由其视界量度的大型黑洞都很稀薄。银河系附近星系之一M87星系的一个超大质量黑洞的质量是太阳的64亿倍,但其密度仅为每立方米0.37千克,也就是比空气还轻。另一方面,已知最小的微型黑洞——XTEJ1650-500只有太阳质量的3.8倍,但其密度却超过每立方米10的18次方千克。假如能找到一个比这还要小哪怕一点点的时一空扭曲,它就会超越中子态,成为最致密的东西。

微型黑洞可能是在大爆炸期间锻造出来的,当时宇宙极为致密,其间的量子涨落可能导致一些密度很大的区域坍缩。这类微型黑洞可能会在突然的辐射爆发中暴露自己的存在,假如真是这样,就能让我们窥见宇宙初期的量子涨落规模,以及究竟是哪些过程在实际推动大爆炸。

在黑洞的视界内部,事情会变得更奇异。相对论告诉我们,一切质量都被压缩成一个密度无限大的数学奇点。但在量子效应开始搅乱时一空的极端情况下,就连相对论也几乎全然崩溃。在引力与量子世界交会的地方,就是基本物理学的大前沿。正是通过考虑像黑洞奇点这样的极端,理论学家希望弄清现实的最基本根基。

黑洞腹心是否隐藏着一个由颤动弦构成的模糊球,或者一个吸收空间的量子虫洞?科学家对此仍不清楚,但粗略的计算暗示,黑洞密度的上限是每立方米5×10的96次方千克,这被称为普朗克密度。宇宙中哪怕最致密的东西可能都超不过这个密度——不管它是什么东西。

⑧ 最大

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最大行星、最大恒星、最大的洞……

对宇宙中最大的东西,我们不妨做以下细分。

最大的行星 在太阳系中木星是行星中的老大。与其他个头超过一定值的行星一样,木星是一颗主要由氢和氦构成的气态巨行星。在已知所有的气态巨行星中气体最多的是TrES-4,这颗于2006年发现的行星在距离地球1500光年的地方环绕一颗明亮的恒星运行。TrES-4的直径是木星的大约1.8倍,前者是迄今被准确测量的最大行星。奇怪的是,相对于其大小来说,TrES-4实在太过轻飘——它只有木星质量的约88%,其密度差不多为每立方厘米0.2克,也就是比软木塞的密度还小。一颗行星怎么会像TrES-4这般蓬松?这仍是一个谜。

最大的人造物 目前太空中已知最大的人造物是国际空间站,其宽度是109米,重达370吨。

国际空间站是国际合作研发、正在低地球轨道(地面以上160-2000千米高度)中安装的研究设施,其建造目的是研发和测试探索飞船系统,研发保持宇航员在低地球轨道外执行任务期间的健康及工作能力的技术,获取可能用于太空探索任务的实际 *** 作经验。国际空间站的建设始于1998年,预计2012年中期全部建成。该空间站的横截面面积比此前任何空间站都大,因此在地面凭裸眼也可能看见它。

最大的恒星 它就是盾牌座UY星,距离地球5000光年,或许能吞下80亿个太阳。它的直径据估计接近30亿千米,这使得它和其他为数不多的恒星赢得红超巨星的头衔。不过,这—估计值仍存争议,有科学家认为盾牌座UY的直径只有10亿千米,它只是红超巨星中的最矮小者之一。

最大的星系 根据有关星系形成的标准模式,最大的星系就是从许多小星系碰撞中产生的椭圆巨无霸星系。已知最大的星系是透镜状的Ic 1101,它位于距地球10亿光年外的“阿贝尔2029”星系团。Ic1101的直径接近600万光年,其体积是银河系的数千倍。

最大的洞 换个口味吧,这里所说的洞并非黑洞,而是一片巨大的黑暗区域。从迄今探索的最大规模而言,星系就是宽达几亿光年的一面面巨墙和纽结,彼此间存在一定的空隙。其中已知最大的空隙发现于2037年,其宽度竟然达10亿光年左右。一个奇怪的观点是,它是远古与另一个宇宙相遇而留下的一个“巨疤”。

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