一张纸能填满整个宇宙吗?
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常见的A4纸厚度是0.104毫米 , 可观测宇宙的直径是930亿光年 , 虽然其外还有空间 , 但受限于每秒30万公里的光速 , 天文学家暂时只能看这么多 。
在关于对折纸张的纪录里 , 美国人创下了4公里长卫生纸 , 对折13次的世界之最 , 而日常生活中的普通纸张 , 最多只能对折6到8次 。
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按照每对折一次厚度就会增加一倍的的膨胀速度 , 当一张纸折叠到14次 , 它就会厚达1.64米 , 继续折叠下去的话 , 就将触发数学上的指数爆炸效应 。
不过生活中除了周期超长的复利 , 人们很少能领会到指数爆炸的恐怖 , 所以在接下来的折叠过程中 , 我将为这张纸提供参照物 。
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对折23次后的纸张 , 厚度为838.36米 , 这个数字已经超过了人类目前的最高建筑 , 阿联酋迪拜哈利法塔的828米 。
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对折27次后 , 纸张厚度或者说高度将达到1.3万米 , 取代8848.86米的珠穆朗玛峰 , 成为地表之上最高的物体 , 而第28次对折 , 又会将高度提升到2.6万米 。
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对折36次时 , 高度将达到6871千米 , 这个数字已经超过了6371千米的地球半径 , 但地球只不过是宇宙中的一粒沙子而已 , 一张纸真的能填满整个宇宙吗?
让我们继续往下看
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地球和月球之间的距离是38万公里 , 而对折42次后的纸张厚度 , 将达到近44万公里 , 也就是说从第42次开始 , 这张纸就已经冲出地月系了 , 接下来将开始在直径两光年的太阳系内膨胀 。
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地球和火星之间的最短距离是5500万公里 , 折叠49次后的纸张厚度为5629万公里 , 也就是说一张纸就能连接地球和火星 , 第51次折叠后 , 2.25亿公里厚的纸张 , 将能连接平均距离1.5亿公里的地球和太阳 。
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对折56次后 , 纸张厚度为72亿公里 , 此时这张纸已经甩开了59亿公里外的冥王星 , 开始向太阳系外侧的“无人区”前进 , 第68次折叠后 , 纸张的厚度就会超过半径一光年的太阳系 , 进入真正的星际空间 。
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69次折叠后 , 厚达6.24光年的纸张将连接4.22光年外的比邻星 , 这之后的每一次折叠 , 都会让这张纸以光年速度爆炸性增长 。
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按照太阳系所在的猎户座旋臂来看 , 地球距离银河系中心黑洞2.56万光年 , 一张纸对折81次就能从地球到达这个黑洞 , 对折84次后 , 厚达20万光年的纸 , 将贯穿整个银河系 , 因为银河系的直径也才20万光年 。
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银河系之上的宇宙结构 , 被天文学家称为本星系群 , 它的直径是1000万光年 , 而对折90次后 , 一张纸的厚度就会达到1300万光年 , 再然后就是2600万光年 , 5200万光年 , 1.04亿光年 , 2.08亿光年 。
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当对折次数达到103次时 , 一张纸将厚达1071亿光年 , 这个数字已经超过了直径930亿光年的可观测宇宙 , 但好在可观测宇宙之外还有未观测宇宙 , 所以我们不需要担心这张纸会把宇宙捅个窟窿 。
那么宇宙究竟有多大呢?
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通过分析可观测宇宙的微波背景辐射图 , 科学家们发现:可观测宇宙虽然在大尺度上十分均匀 , 但倾斜还是存在的 , 也就是说可观测宇宙只是大宇宙的一部分 , 整个宇宙在更大尺度上 , 很可能是闭合状态 。
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但这种闭合不是单纯的长宽高闭合 , 而是四维超空间闭合 , 换言之就是说 , 如果真的存在一张可以无限折叠的纸 , 那么它某一次折叠之后 , 所到达的地点将是自己开始折叠的原点 , 就像麦哲伦当年的环球航行一样 。
【宇宙|指数爆炸:一张纸对折103次后,将填满整个宇宙?】只不过现在尚处于三维空间的人类 , 是无法领会到四维空间奥秘的 , 就像二维纸片人无法理解高度一样 , 三维的我们也无法想象出:一个在三维空间中不存在的方向或者纬度 。
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