厚度0.1毫米,足够大的一张纸,折叠105次的厚度,是人类目前可观测宇宙直径的4.6倍!但这并不能说明宇宙就放不下,因为人类不知道宇宙有多大!
这篇文章我们来开个脑洞,将一张纸折叠105次,究竟会发生什么,厚度能够达到什么水平,是否连宇宙都放不下?
我们假设这张纸的厚度是0.1mm(一张A4打印纸的厚度是0.104mm),而且足够大,大到可以折叠105次,其他因素我们这里忽略不计。
(资料图片仅供参考)
1、下面我们开始折叠这张纸,看看究竟会发生什么:
对折1次——0.2mm
对折3次——0.8mm
对折10次——102.4mm
把单位换算成米的话,是0.1024米。到这里并没有明显的感觉,这才刚到10公分多一点,我们继续对折:
对折15次——3.2768米:这是一层楼房的高度;
对折20次——104.8576米:这是埃及第三大金字塔,红色金字塔的高度;
对折25次——3355.4432米:这比五台山的高度还高300米;
对折30次——107374.1824米:这张纸的厚度已经到达了地球大气对流层的顶端。再多对折两次,就可以超过中国空间站运行轨道的高度;
对折42次——439804651.1104米:这已经超过了地球与月球之间38万公里的距离,如果有人问你类似问题,就可以直接回答他;
对折50次——112589990684.262米,地球与火星最近时的距离为5500万公里,一张纸对折50次可以在地球与火星之间跑个来回;
对折60次——约1152亿公里:这是光速飞行四天半左右的距离……
继续对折下去的尺度只能以光年为单位,这个数字超过了我们的想象,我们直接上个图片,大家自行查阅对折次数对应的厚度:
在这个图片最下方,我们列出了可观测宇宙的直径,也就是人们熟知的930亿光年,为了让大家对这个数据有个概念,我们换算成米来感受一下:
一张纸折叠105次之后的厚度为(单位:米):
4056481920730330000000000000
而人类可观测宇宙的直径为(单位:米):
879847933950014000000000000
也就是说,一张纸折叠105次的厚度,差不多是4.6倍可观测宇宙直径的距离!
这个数字超出了我们的想象,但是如果你问一位天文学家:这个厚度是否超过了整个宇宙的范围,能否到达宇宙的边界?恐怕他给不了你答案,因为人类还无法确认宇宙的大小,而且有可能永远都无法判定宇宙有多大!
下面我们再来看看宇宙有多大,为什么说人类现在无法确定宇宙的大小。
2、宇宙究竟有多大?
文章开头我们就已经提到,人类可观测宇宙的直径有930亿光年,这里要注意的词是“可观测宇宙”,也就是说这并不是宇宙的大小,而仅仅是人类可以探测到的宇宙大小,在这个距离之外,并不是宇宙的边界。
那么宇宙究竟有多大?我的答案是:不知道!为什么说不知道,是因为以下几个理由:
(1)宇宙真的很大
在天文学有一个词叫“各向同性”,这是用来形容“大”的,就是说人类从地球出发,朝着任意一个方向观测宇宙,观测的景象完全一样。
大家想象一下,什么情况下才会出现朝着任何方向都一样的情况?答案是只有在某个空间的中心,才会出现这种情况。
但是地球并不是宇宙的中心,也出现了“各向同性”,那就只有一种情况说的通,就是这个宇宙太大了,大到了我们根本无法确认地球所处的位置。
(2)930亿光年只是可观测宇宙的直径
人类可观测宇宙的直径是930亿光年,半径为465亿光年,也就是说人类可以观测到距离地球465亿光年处的事物。
但事实上人类能看到的天体距离地球只有300亿光年,更远的距离是通过引力波测算出来的,测算极限就是465亿光年。
再远的地方我们观测不到,这不是人类技术不够先进,而是更远处的光还没有传播到地球上,这是宇宙本身的限制导致的。
(3)“退行速度”的存在,使得我们有可能永远都无法确定宇宙的大小
大家有没有想过,在宇宙的范围内,有些事物的变化是超过光速的?这里需要介绍一个概念:退行速度。
天文学里,把一个天体因为宇宙膨胀而远离我们的速度叫做退行速度。当然这里必须强调一点,退行速度不是天体的运动速度,而是宇宙空间的变化,是允许超过光速的。
退行速度不只和宇宙膨胀速率有关,同时也和距离有关。同样的宇宙膨胀速率,距离我们越远的地方,退行速度会越快。
如果一个天体距离我们非常远,远到了它的退行速度超过了光速,那么这个天体发出的任何信息永远都不可能传播到地球上。
这个距离是多少呢?经过科学计算,当一个天体距离地球的距离超过620亿光年时,它的退行速度就会超过光速。
也就是说如果以地球为中心,宇宙的半径大于620亿光年(直径超过1240亿光年),那么人类永远都无法知晓宇宙的大小!
那么一张纸对折105次,宇宙真的放不下吗?
对折105次的纸的厚度,达到了可观测宇宙直径的4.6倍,但这不能说明宇宙放不下。
因为我们现在根本不知道宇宙究竟有多大,所以这个问题的答案是:
不知道!
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