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宇宙的无穷大和无穷小

2017-03-05 摄影与诗歌


日前,美国宇航局(NASA)官方宣布:天文学家首次在一颗恒星的周围,发现了七个地球大小的行星,这七颗行星都有可能有液态水的存在,其中3颗确定位于宜居地带,这些行星距离地球大约40光年,位于水瓶座内。这个发现刷新了太阳系外围绕一颗恒星可居住区域行星数量的记录。


与太阳系对比图


https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=n1314cd27li&width=500&height=375&auto=0
来自NASA 中文博客的视频


从古至今,从中到外,无数的古人,从哲学家、科学家到普通布衣百姓都会发出这样的疑问:人类在整个宇宙中是不是独一无二的,在茫茫浩渺的太空里人类是不是一直是孤独的存在。目前可以说这依然是个未解之谜。2015年的时候英国有个科学家发表里一个论文来论证在太空中似乎不可能有类似人类一样的生物存在的,他主要的论据是根据概率上统计结果,要找到一个和地球各个方面都接近的,包括大气、温度、土壤、水系等诸多方面都符合的星球是概率学上非常非常低的一件事情,他因此否认太空星球还有生物存在。我觉得他出发点和角度有点问题,我认为太空中一定会有生命存在,未必生存环境就要和地球接近,那种生命或许不需要氧气,也可能是别的生理方式,也或许不需要水,别的液体呢?在人们尚未遇到这种生命的时候,你可以任意想象,这都存在可能。

日前美国宇航局发布的在水瓶座里的几个行星是说明里一个事实,和地球的整体环境接近的星球在宇宙中应该大量存在,那么接近人类这样的生物存在的可能性的概率也大大提高。


美国宇航员Shane Kimbrough拍摄的背景夜晚,环路清晰可见。图片来自NASA 中文微博


宏观世界里,浩瀚宇宙,其妙无穷,微观世界呢,从目前人所能探知的微观世界来看,同样是美妙无比,量子力学的发展让我们能了解更多的微观世界,微小的粒子也及其复杂的世界,如同我们感知的宇宙一样。因此有人说,粒子也是一个宇宙,宇宙也是一个粒子。


下面是在网络上发下的一个很形象直观的材料,从大到小的、从小到大不同的观察距离,展开你想象的翅膀,让你能感知一下宇宙究竟是怎么样的无穷大和无穷小。


接下来是一次长达1000万光年的高速旅行,每次都以10倍的速度跳跃,直面宇宙的无穷小到无穷大。


1米
花园里,从1米的距离看一束树叶



10米
将我们的视线向上移,

我们看到的是一片植物。



100米
在这个距离,我们看到了树林的边界



1公里
现在我们将从米进入到公里..有可能需要降落伞了...


10公里
我们由此可以看到整个城市的面貌,

但是我们确实已经看不清每栋房子了。


100公里
从这个高度,可以看到美国佛罗里达州...


1000公里
这是典型的从人造卫星的视野


1万公里
北半球,和南美洲的部分


10万公里
此刻,地球看起来很小了...


100万公里
地球和月亮的运行轨道(白色的线)


1000万公里
蓝色区域是地球轨道的一部分


1亿公里
金星和地球的轨道...


10亿公里
水星、金星、地球和木星的轨道


100亿公里
从这个高度

我们能看到太阳系和行星运行的轨道。


1000亿公里
太阳系看起来变得有点小了...


1万亿公里
此刻,太阳看起来就是众多恒星中的一颗...


1光年(10万亿公里)
从1光年的距离看,太阳看起来很小了


10光年
在这个无穷大的宇宙里

我们几乎看不到太阳系


100光年
“什么也没有"看到的仅剩下恒星和星云...


1000光年
从这个距离

我们开始在银河和银河系旅行了。


1万光年
我们继续在银河系中遨游。


10万光年
我们开始接触银河系的外围了


100万光年
银河系看起来就像佛教的“卍”字符,

还能看到其他的星系了...


1000万光年
从这个距离看,所有的星系看起来都变得很小,

星系之间相距遥远。

同样的法则统治着宇宙的每一个组成部分。


其大无外,其小无内!


现在我们再回到一开始我们地球上那片树叶的画面上,看看微观世界的景像,然后再朝一个相反的方向,以10的乘方减少我们的旅行距离,直至一个神奇的微视世界。


1米

现下我们回到了本次旅行的起点,

这个距离我们能用我们的手臂够到...


10cm
逐渐靠近直到10cm的距离,

我们能描绘树叶的样子了。



1cm
从这个距离,我们能观察到树叶的结构


1mm
细胞组织开始得以展现...


100微米
此时,细胞得以清晰的展现。

你可以看到细胞之间是怎样结合起来的。


10微米
我们的旅行将进入到细胞内部...


1微米
可以看到细胞的核子


1000埃(一亿分之一厘米)
我们再次更改我们的测量单位来观察更微小的事物。现下你可以看到细胞的染色体了。


100埃
在这个微观世界里,可以看到细胞DNA链.


10埃
可以开始研究染色体块了


1埃
这看起来像是电子的云丛,
这些是形成我们世界的碳原子。

你会发现微视世界的景观和巨视世界的景观是如此相似...


10皮克米 
在这个迷你世界里,我们能观察到电子围绕原子运行


1皮克米
核子和电子运行轨道之间是一个无限的空阔的世界...


100飞米
从这个难以置信的微观世界里,

我们可以观察到原子核。


10飞米
现下我们可以观察到碳原子核


1飞米
现下我们进入科学想象的领域,与质子面对面了.


1/10飞米
仔细研究一下夸克粒子,现在我们没办法再走近了...

我们已经处于目前的科学能到达的边界了,

但它肯定还不是真理的边界。

  

夸克再往下就是一股无形的能量了。组成这个世界的不是物质而是能量,而能量又是怎么来的,如何运作的呢?答案还没有,探索无极限。


看到这里是不是彻底凌乱了、抓狂了。看看自己是不是也觉得虚无了,不要,不要,你这时候该去看看你的手表,看看几点了,赶紧滚去上班吧。:)


 - END -


本文部分素材来自网络,部分文字编辑自行撰写,版权归原作者所有,

转载请注明出处。


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《摄影与诗歌》 编辑组


• 2017.03.02 • 

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