黑洞不是黑色的

来自英国的每日电子邮件报道说物理是一门奇怪的科学。例如，粒子只能存在。时间会根据你移动的速度而变化。猫既死又活，直到你打开盒子。科学家们总结了物理学中10个最奇怪的科学事实。如果太阳是由香蕉构成的，它也很热。太阳非常热，因为它的巨大质量——数万亿吨——产生巨大的引力，导致它的内核承受强大的压力。这就像给自行车打气。压力导致温度上升，轮胎变热。如果太阳不是由氢构成，而是由香蕉构成，它也会产生足够的压力，因此也会产生足够高的温度。因此，无论太阳是由氢气、香蕉还是户外家具组成，它自身的温差都不大。2.构成人类的所有物质加起来有方糖那么大。99.9999999999%的原子处于真空中。例如，握紧拳头。如果你的拳头有原子核那么大，那么一个原子大约有圣保罗大教堂那么大。如果这个原子是氢原子，那么它所包含的氢原子就相当于一只空教堂中心的飞蛾。如果你把所有的原子放在一起，去掉它们之间的空间，这个空的大教堂可以被压缩成一个小核、一茶匙或一立方糖，但它的质量却有50亿吨，相当于整个人类总质量的10倍。3.未来的事件会影响过去发生的事情。量子世界中有各种奇怪的事实。双缝实验表明光具有波粒二象性。但更奇怪的是，根据物理学家约翰·惠勒(John Wheeler)1978年提出并由研究人员在2007年进行的一项实验，目前观察到的一种粒子的行为会影响另一种粒子过去的行为。根据双狭缝实验，如果你观察到两个狭缝光通过，你就迫使它显示出粒子的特性。如果你不这样做，但观察屏幕上的情况后，它落入狭缝，你会发现它显示波的特征。然而，如果你等待光线穿过狭缝，然后观察它穿过狭缝的方式，这将迫使光线以粒子或波的形式反向穿过狭缝。换句话说:因果关系是相反的:现在会影响过去。当然，这个实验只会影响几分之一秒，这几乎可以忽略不计。但是魏勒认为，从遥远的恒星发出的光也可以用同样的方法观察到，而且它在途中被重力弯曲了。这意味着现在观察到的将会改变过去几千年甚至几百万年发生的事情。几乎所有的宇宙都看不见。宇宙中有超过1000亿个星系，每个星系中有100万到1万亿颗恒星。我们的太阳只有中等大小，许多恒星比它大得多。同时，宇宙中有许多可见的物质。但是这些只占宇宙总质量的2%。我们称这种看不见的物质为“暗物质”，大约是正常物质的六倍。更令人困惑的是，剩下的就是我们所说的“暗能量”，它揭示了宇宙明显的膨胀。然而，没有人知道什么是暗能量或暗物质。真空中的光速恒定在每秒30万公里。5.物质运动的速度可以超过光速，但光速不是最快的。在真空中，光速恒定在每秒30万公里。然而，光并不总是在真空环境中运动，例如，光子在水中的传播速度大约是前者的3/4。在核反应堆中，一些粒子被加速到非常高的速度。如果它通过一种可以减慢光速的绝缘介质，那么它的速度实际上比它周围的光速还要快。当这种现象发生时，它会产生一种叫做切伦科夫辐射的蓝光，这类似于音爆现象，只是物体是光。迄今为止记录的最慢光速是通过铷，铷以每秒17米的速度冷却到接近绝对零度，相当于每小时38英里，这时铷将形成一种称为爱因斯坦凝聚的奇怪状态。灯也以同样的方式完全停止了。黑洞不是黑色的。此刻有无限多的人在写这篇新闻，而有无限多的人在读它。根据目前的宇宙标准模型，可观测的宇宙——包含数十亿个星系和数十亿颗恒星——只是无数平行存在的宇宙中的一个，就像肥皂泡一样。因为有无限多的宇宙，每一种可能性都在此刻上演。然而，此时可能出现的现象数量有限，因为数量有限的事件将产生数量有限的结果。事件的数量可能非常大，但有限。所以这时，作者正在写下这些词，而读者正在读这些词，这一定发生过无数次了。更令人惊讶的是，我们甚至可以计算出最近的第二次重生的位置:10的10次方到28的次方。7.黑洞不是黑色的。黑洞非常暗，但它们不是黑色的。它发出包括可见光在内的整个光谱的微弱光。这种辐射被称为“霍金辐射”，是由剑桥大学前卢卡斯数学教授斯蒂芬·霍金提出的。随着黑洞继续发光，它将失去质量并最终蒸发，除非它找到另一种质量来源来维持其存在，如星际气体或光。与更大的黑洞相比，考虑到它们自身的质量，小黑洞会发出更多的辐射，所以如果一些理论是正确的，那么在大型强子对撞机中由粒子碰撞产生的小黑洞几乎会立即蒸发。科学家应该能够通过探测辐射来观察这种衰变。8.宇宙的基本描述不适用于过去、现在或未来。根据狭义相对论，没有过去、未来或现在这样的东西。时间框架是相对的:我有一个，你有一个，格利泽581的第三颗行星也有一个。我们的时间框架非常相似，因为我们以相似的速度移动。如果我们以不同的速度运动，我们会发现我们变老的速度有多快和多慢。同样，如果我们中的一个比其他人更接近像地球这样的引力源，那么他的衰老速度比其他人慢。全球定位系统卫星移动得非常快，而且离地球非常远，所以它们的内部时钟显示的时间与地球表面的不同。光子和夸克都有一个叫做“旋转”的特征。9.这里的粒子可以同时影响宇宙另一边的另一个粒子。当一个电子遇到它的反物质时，正电子既湮灭又释放能量，两个光子都随着爆炸而消失。亚原子粒子，如光子和夸克，都有一种叫做“旋转”的特性，但它并不是真正的旋转，而是它们表现出一种似乎在旋转的特性。当两者同时产生时，它们的旋转方向必须能够互相抵消:也就是说，它们的行为完全相反。由于量子行为的不可预测性，几乎不可能预先确定哪个粒子“顺时针”转动，哪个粒子“逆时针”转动。直到我们观察到其中一个粒子的旋转，我们才能确定这两个粒子都在旋转。然而，更奇怪的是，当你观察一个粒子时，它可能会突然顺时针或逆时针转动。不管它转向哪个方向，另一个粒子同时转向相反的方向，即使这个粒子可能位于宇宙的另一端。这种现象已经出现在实验中。如果你跑得很快，你的质量会增加10。你移动得越快，质量就越大。如果你跑得很快，你的质量就会增加。质量的提高不是永久的，它只是暂时的，而且增长非常小。光速是宇宙的速度极限。如果某物以接近光速的速度运动，如果你推它一下，它的速度不会增加太多，但是如果你给它额外的能量，那么能量就会变成物质。根据相对论，质量和能量是相等的。你投入的能量越多，质量就越好。就人类运动的速度而言，这是可以忽略不计的，但是当你的速度与光速相当时，质量的增加将是迅速而明显的。