一張紙對摺105次後,宇宙真的就放不下了嗎?

2021-01-20 優美生態環境保衛者

我想很多人都做過關於紙張對摺的實驗,拿手頭常用的A4紙,卯足了勁估計你也只能對摺5到6次。即使用非常薄的單片衛生紙,基本上超過7次也非常困難,有人想是不是紙張太小的緣故,限制了對摺的發揮。這不,在2011年的時候就有「興趣愛好者」們,拿了4000米長的衛生捲紙,窮其所能也只對摺了13次。有人說,如果能將一張紙對摺105次,整個宇宙就放不下了,是真的嗎?

指數級增長的魅力

估計有很多朋友聽過棋盤擺麥粒的故事。印度人西塔發明了西洋棋,國王決定重賞他,而西塔說不要貴重的賞賜,只需要國王在西洋棋的棋盤上賞一些麥粒就行,具體做法是在第1個格子裡放1粒麥子,在第二格放2粒,在第三格放4粒,在第四格放8粒,以此類推,下一格都是上一格的兩倍,直到放滿64格為止。國王心想,這也沒有多少呀,於是痛快地答應了。

誰曾想,在兌現的過程中,隨著格數的增加,所需要的麥粒越來越多,呈現跳躍性地飛速增長狀態,到第20格的時候就需要放100多萬粒了,而如果要想達到第64格,一共所需的麥粒總數達到驚人的18446744073709551615粒,這是什麼概念呢?如果建造一個底部寬度10米、高4米的糧倉,來存儲這些麥粒,那麼糧倉的綿延的長度,相當於從地球到太陽打個來回,所以國王輸得太慘,永遠也無法兌現承諾了。

將紙反覆地對摺,其實和上面棋盤擺麥粒的道理一樣,最後綿延的長度,也是呈現指數級增長的態勢,都是以2為基礎,下一級是上一級的2倍這樣反覆增長,其結果無疑是一個天文數字。

紙張不能無限制對摺的原因

為了提高紙折的次數,大家肯定想,只要找到足夠大、足夠薄的紙張就可以了。實際上在國內外許多嘗試進行的實驗中,也是這麼考慮的,不過用再薄的、再大的紙張,也僅能增加幾次的對摺次數,而所有的實驗都無法再突破13次。究其原因,就在於紙張的構造。

大家知道,紙張的構成主要是植物纖維,植物纖維支撐起了紙張的厚度以及韌性,也就是說紙張再薄,其厚度也不可能小於植物纖維。例如一張普通的A4紙,其厚度約為0.09毫米,衛生紙的厚度為0.05毫米,這些紙張類型的厚度,都要大於一般植物纖維的厚度-0.02毫米,這就決定了紙張的厚度有著一個底限值。

隨著紙張對摺次數的增加,在摺疊的邊界處,就會出現對植物纖維的擠壓。當積累的紙張厚度不斷增加、達到一定臨界狀態時,摺疊處的植物纖維就無法再通過擠壓破壞的方式產生摺痕了,也就是說包不住紙張的厚度,不能形成穩定的摺疊形狀,這個時候就說明達到了紙張的摺疊極限。

紙張理論上摺疊105次後的長度

如果排除植物纖維厚度的限制,純粹地按照理論來計算,我們以很薄的衛生紙為例(厚度0.05毫米),很容易計算出摺疊不同次數下,它所達到的長度規模。比如:

摺疊24次後,厚度達到839米,超過了現有世界最高建築杜拜哈利法塔的高度。

摺疊38次後,厚度達到13744公裡,超過了地球的直徑。

摺疊44次後,厚度達到44萬公裡,超過了地球和月球的距離。

摺疊52次後,厚度達到2.2億公裡,超過了太陽和地球的距離。

摺疊68次後,厚度達到14.8萬億公裡,超過了太陽系奧爾特雲的邊界範圍。

摺疊85次後,厚度達到20.4萬光年,超過了銀系的直徑。

摺疊103次後,厚度達到530億光年,超過了可觀測宇宙的半徑。

而摺疊到105次後,厚度為2144億光年,已大大超過可觀測宇宙的範圍。

兩點說明

在計算完這個結果之後,還有兩點需要說明一下,一是紙張理論上摺疊105次後,其厚度雖然超過了可觀測宇宙的範圍,但並不代表宇宙裝不下它了,畢竟在可觀測宇宙之外還有無數個同樣的「可觀測宇宙」。根據科學家關於宇宙曲率的測算,現有宇宙的空間範圍,可以達到23萬億光年。

二是不可能存在這麼大的紙張。當紙張的質量超過一定限度以後,在自身引力的作用下,勢必會發生坍縮,最後在宇宙中呈現的不可能是薄薄的紙張,而是在引力作用下坍縮,聚合成球體,內核在巨大的壓力和溫度作用下,組成紙張的分子都會徹底分解,形成等離子態,在量子隧穿的作用下發生核聚變反應,形成一顆「火紅」的恆星。

相關焦點

  • 一張紙對摺105次,宇宙真的就放不下了嗎?指數增長有多快?
    宇宙在我們眼中簡直是大到無邊無際,人們也不知道宇宙的邊界在哪裡。很多人不相信一張紙經過105次對摺後,宇宙都放不下,我們就來一探究竟吧!我們以A4紙為例,厚度大概0.1毫米左右。任意一張紙都不可能對摺105次,普通的紙最多也就能摺疊7次。如果不相信的話,我們可以自己拿一張A4紙試一試,對摺一兩次很容易,對摺7次以上難度就大大增加了。
  • 一張紙如果對摺105次後,連宇宙都放不下了?
    而如果我們將紙不斷進行對摺,那麼它的厚度同樣也是呈指數級增長。我們先簡單列舉紙張對摺多次的情況我們以A4紙為例進行計算,一張A4紙的厚度通常在0.1mm左右,如果我們摺疊1次就是0.2mm折2次0.4mm 折3次0.8mm 折4次1.6mm 折5次3.2mm折6次6.4mm 折7次12.8mm 折8次25.6mm 折9次51.2mm折10次102.4mm 折11次204.8mm
  • 把一張紙對摺多少次,宇宙就放不下了?答案是103次
    在日常生活中,我們經常會用到各式各樣的紙,很多時候我們都需要把紙折一下,那麼一張紙能對摺多少次呢?其實要回答這個問題很簡單,我們只需要拿起一張紙,例如很常見的A4紙,然後自己動手來做一個實驗就可以了。
  • 一張紙對摺103次,宇宙就真的放不下了嗎?
    曾經有一道數學題目,一張紙如果一直對摺下去,能對摺多少次?  事實上,在日常生活當中,我們能折個6~8次。在寫這篇文章時,我試了一下,最多折了7次。而世界紀錄是一次折了13次,用的是接近4公釐米長的衛生紙,是由美國德克薩斯州聖馬克中學師生們共同實現的。
  • 1張紙對摺103次之後,厚度將大於宇宙直徑,宇宙也放不下它了
    1張紙對摺103次之後,厚度將大於宇宙直徑,宇宙也放不下它了大家都知道,在我們的日常生活當中,總是存在著許許多多非常有意思的實驗,這些實驗往往都令人不可思議,看似比較平常的事情,實際上卻蘊含著非常深刻的原理,能夠讓我們的視野得到開闊,我們今天要說的就是一個日常生活當中比較常見的事情
  • 一張紙對摺103次,真的能裝下整個宇宙嗎?
    >曾經有一道數學題目,一張紙如果一直對摺下去,能對摺多少次?根據我查得的資料,一般來說常見的A4列印紙的厚度是0.104mm,我們就按照0.1mm來計算,也就是為摺疊時,厚度是0.1mm。每對摺一次,厚度會增加一倍。
  • 實測:一張紙對摺不能超過9次嗎?超過13次你就是神
    宣紙、報紙……生活中都缺不了它們小的時候就聽過一則關於紙的流言就是一張紙無論怎麼對摺都不能超過9次真的是這樣嗎?李老師說紙的厚度不起決定因素關鍵是紙要夠長而且還要有足夠的韌性可以被折騰於是我們找來了一張50米長的紙
  • 一張紙對摺103次就能超過可觀測宇宙嗎!
    將一張紙對摺103次就能刺穿宇宙,而我們的可觀測宇宙直徑長達930億光年。這意味著在理論上,只要將一張紙對摺103次,其厚度就能超過930億光年。為了方便大家理解這個930億光年是個什麼概念,小編這裡再次解釋下一光年有多遠。
  • 圓的對摺(附贈:你覺得一張紙最多能對摺多少次?)
    直接根據1周角360°和對摺次數計算出最小角的度數,這個值得思考一下哦!設對摺次數為n次,則有每次對摺後,最小的角的度數為:不過大家不要去想著對摺太多的次數 ,因為生活中常見的紙對摺7,8次便已極限,無法再折。
  • 一張紙無法對摺超過8次嗎,科學家稱一張紙對摺50次能抵達太陽
    一張紙才一共能折多少,我拿的是一張這個a4紙然後我開始疊的我覺得的太容易了呀,可是啊我最後折到第六次的時候是已經在折不出了,我們在想是不是跟這個紙的大小有關呢?我們後面拿了一個很大的報紙是對摺對摺再對摺,網上有一個說法就是說任何一張紙無論怎麼對摺怎麼不能超過九次,這是為什麼尼?
  • 一張紙的威力有多大?科學家:對摺103次能將宇宙捅破!
    一張紙的威力有多大?科學家:對摺103次能將宇宙捅破!我們都知道中國的四大古發明,分別是指南針,火藥,印刷術,造紙術。像指南針,我們目前的航海離不開這項技術,在航海上發揮著極其重要的作用。相對於造紙術,紙無時無刻的不在影響著我們的生活。每個人一生都離不開紙,我們在學校讀書的時候,需要用寫字本、考試卷,都在用著紙張,校園生活中一直都是以紙張為伴,可見紙張對我們有多麼重要。我們在吃飯、上廁所、辦公等都需要紙,何時何地都離不開紙。總的來說,人類在地球上生活用得最多的就是紙張了。就連我們每天都在用的錢,它也是紙張做的。
  • 一張紙對摺的次數真的不能超過8次嗎?
    聽人說:一張紙無論怎麼對摺,次數都不可能超過8次,我不信,於是拿了一張A4紙實驗,結果對摺到第6次就不行了;我不服氣,又找到一張衛生紙實驗,仍然沒能超過8次!這是什麼原因呢?我特地查了相關資料,原來,一張A4紙的厚度約為0.1毫米,對摺1次,厚度增加1倍,當折到第8次時,厚度已經是原先的256倍了,也就是2.56釐米。此時,紙張的韌性已經無法承受了!憑藉人手的力量,是不可能繼續摺疊第9次的。不過,外國的挑戰者曾經打破過這一紀錄,他們使用壓力機在高強度壓力下,成功將紙張對摺了12次,但所使用的紙張已經破碎了!
  • 衝破宇宙,一張紙或許就能辦到
    紙這種東西太普通了,平常也僅僅是用來寫字,印刷,畫畫而已,一張紙在人們眼裡起不了什麼大作用,但是在天文學家眼裡,一張紙卻可以衝破宇宙。一張紙摺疊103次,厚度就可以超過宇宙的直徑,你信嗎?如果不信,那麼,看完這篇文章你就信了。
  • 一張A4紙對摺103次會有多厚?科學:930億光年,超已知宇宙的範圍
    一張A4紙對摺103次會有多厚?科學:930億光年,超已知宇宙的範圍。乍一看這個說法雖然有點荒誕,但也是有科學依據的。科學家們通過指數增長原理計算出:一張標準的A4紙,厚度為0.088mm,假設一張面積無窮大的A4紙反覆對摺。
  • [動手做]把一張紙對摺
    >▲將你的紙從上到下摺疊,然後從左到右摺疊 (4)記錄下你把這張紙對摺了多少次。這個數字比你預期的更多還是更少?活動概述 當你把紙對摺時會發生兩件事,它們都意味著當你摺疊的次數越多,再次摺疊就越困難。 每當你把1張紙對摺1次,它的面積就變成了一半。如果你一開始用的是1張A4紙,經過四五次摺疊後,它就會變得很小了。如果你能夠把它對摺9次,那麼它的面積大概只有1平方釐米!
  • 一張紙對摺7次後會發生什麼?曾有人將4公裡的廁紙對摺了13次!
    一張紙對摺7次後會發生什麼?曾有人將4公裡的廁紙對摺了13次!不知道大家在上學的時候,老師有沒有告訴過你,一張紙是不能夠摺疊7次的,儘管有很多人認為不可能,一張紙摺疊起來有那麼難嗎?如果將一張非常大的紙,摺疊7次肯定會非常簡單,那為什麼老師會說一張紙不能夠對摺7次呢?
  • 將一張紙對摺42次,會直達月球?科學家覺得不太現實
    在我們日常生活當中都會遇到紙,但是你們有沒有想像過把紙無限次對摺會出現什麼樣的效果呢?其實在我們小學或者是學生時代,曾經做過很多實驗,就是把紙不斷的對摺對摺再對摺,一般來說把紙對摺個三四次也就差不多了,曾經有一個實驗表示,如果能夠把紙對摺42次的話,那麼這個紙的厚度將會直接到達月球,你們相信這樣的事情嗎?
  • 一張紙不能對摺8次嗎?有人為挑戰吉尼斯,用操場大的紙嘗試!
    一張紙真的不能對摺8次嗎?有人為挑戰吉尼斯,用操場大的紙嘗試!總是有人心靈手巧,能夠用一張簡單的紙來折出一些活靈活現的動物。這著實讓人有一些羨慕,在幼兒園當中,幼師們帶領著小朋友們用一張紙折出五花八門的形象。
  • 一張紙對摺最多不會超過七次?如果能對摺42次都能上月球了
    當折到第6次的時候就已經非常困難了,就算折到第7次,再往下已經不可能了,不信你就試試,其實很多人都不信,像液壓哥也是,就要用他的傳家寶貝液壓機來折一下看看什麼情況。其實 類似的實驗,「流言終結者」,就用一張橄欖球場長度,0.1毫米厚度的紙張,動用了壓路機,完成了11次對摺。
  • 一張紙也許很普通,但是當把它連續對摺之後,你會發現它很可怕
    一張白紙的一般作用就是信息記錄的載體或者是工具,在多數人看來沒有什麼特殊的用處。實際上一張白紙也可以是很奇妙的,例如有科學家就認為,如果將一張白紙連續對著一百次後,即使是宇宙也不能裝下它。可能會有很多人質疑這個觀點,由於紙張大小和柔韌性的問題,因此一般的紙張根本對摺不了一百次。而事實上也是如此,有人曾經拿A4紙進行實驗,他在連續對摺了七次之後發現不能夠繼續折下去了。國外有一位女士想要挑戰紙的對摺次數,於是她花費了85美元買來了一種用特殊材料製作而成的超薄衛生紙,然後開始對它進行摺疊。在對摺了11次後,她發現無法再繼續折下去了。