:一张纸折叠103次后,厚度会超越“宇宙”?看完长知识了
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宇宙有多大?这个问题看似简单 , 但是却无法得到真正的答案 , 因为宇宙空间在不断膨胀 , 甚至膨胀的速度已经超过了光速 , 因此我们无法得出宇宙的真实大小 , 只能根据可见范围计算出一个“可观测宇宙” 。
可观测宇宙也被称为哈勃体积 , 目前哈勃体积的半径是460亿光年 , 也就是说人类目前可以观察到的宇宙范围直接为900亿光年左右 。 这个范围包含了人类的一切知识 , 我们的历史 , 我们的文化 , 我们的未来 , 都在这900亿光年之内 。
对于我们来说900亿光年是一个难以想象的数字 , 可是我们在网上可以看到这样一种说法 , 一张普普通通的纸 , 对折103次后 , 这个纸折叠后厚度就会超过宇宙的厚度 , 这个观点是真的吗?
一张普普通通的A4纸 , 在一些心灵手巧的人手中 , 可以被折叠出不同的花样 , 但是不知道大家有没有尝试过把一张A4纸反复折叠 , 如果不借助机械设备的话 , 只凭借自己的力量 , 可以把这张A4纸折叠多少次呢?通常情况下 , 我们只能把一张A4纸折叠六次就已经到达极限了 。
每一次折叠都会比上一次更加困难 , 想要折叠的次数更多 , 可以换更大的纸来尝试 , 但是目前世界纪录的最高折叠次数也只有13次 , 因此想要把一张纸折叠103次 , 是一件十分困难的事情 。
在美国德克萨斯州圣马克中学 , 全校师生用了一张1.3万英尺(差不多4公里)的超大厕纸 , 成功创造了一个新的世界纪录:“把一张纸折叠13次” , 这个时候的厕纸已经有了2^13=8192层 , 如果按照每层纸0.1mm计算堆积起来也有80厘米厚 , 接近1米的厚度 , 可惜的是这项纪录并没有被吉尼斯纪录承认 。
如果有人可以把一张厚0.1mm的纸折叠103次 , 会有多厚呢?通过计算 , 这个纸的厚度已经达到了大约1072光年 , 已经超过了人类的可观测宇宙范围 , 也就是说这个纸的厚度超越了我们的观察范围 , 宇宙“装不下”它了 。
为什么会发生这种事情呢?答案很简单 , 对数学稍有了解的人应该都知道 , 这个现象叫做“指数爆炸” , 只要低数大于0 , 那么指数每增加1都会带来巨大的数值改变 , 因此有人会说“指数是数学中的魔鬼” 。
幸运的是 , 我们的宇宙中要遵守质能守恒 , 很少会出现指数爆炸的事情 , 只有在日常计算中才会出现这样可怕的数字 , 当然更加客观的来看 , 一张纸折叠103次是完全不可能实现的事情 , 首先不可能有这么大的纸 , 其次折叠这张纸的能量十分大 , 几乎无法想象 , 并且也不可能有这么的基本粒子来给我们折腾 。
这样指数爆炸的例子更多还是停留在数学计算上 , 现实中基本不可能出现 , 其次人类的900亿光年可观测宇宙范围 , 并不是宇宙的全部 , 在这个范围之外 , 存在着更加浩瀚并且不可预知的宇宙空间 , 人类对宇宙的了解是片面的 , 即使我们可以用数字创造出无限大的距离 , 仍然无法确定宇宙的大小 。
当然 , 在宇宙中也是存在极限的 , 例如“光速”就是宇宙中的速度极限 , 其次恒星的活动也会导致黑洞的诞生 , 正是因为引力达到极限后造成的空间扭曲 , 并且温度也存在一个下限“绝对零度” , 这些例子都告诉我们 , 宇宙存在“极限” , 但是凭借人类目前的能力 , 无法接近任何一个极限 。
随着科技的发展 , 可观测宇宙会随着人类在宇宙中的扩张逐渐变大 , 或许在未来的某一天 , 我们可以实现科幻电影中的超光速飞行 , 利用虫洞忽略距离 , 从而更加全面的探索这个宇宙 。
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