宇宙中最短的時間刻度,一秒鐘有無數個它,可用來計算宇宙大爆炸

2020-12-05 科普探空使者

時間,看不見,摸不著,我們卻都深知它存在,一年,一個月,一天,一個小時,都是時間。但是,我們也知道,時間雖然一直都存在,這些計量時間的標準卻是我們為了方便生產生活而人為創造的。我們為了精確地計時,給計時標準進行了嚴格的規定,也在不斷發明著更為精細的鐘表,並且,我們還不斷規定更細小的時間單位。

一分鐘很長嗎?一分鐘也許不長,發個呆就過去了。一分鐘也許不短,夠你翻幾條微博。面對一個小時,一分鐘僅為它的六十分之一,但是面對一秒,一分鐘卻是它的六十倍。所以說不同的計時單位,差別還是很明顯的。

那麼,在各種各樣的計時單位裡,最小的單位是什麼呢?它又有多小呢?答案就是是普朗克時間。普朗克時間真的是非常地短,舉個具體的例子,你眨一下眼只需要一秒,但是在你一眨眼的功夫,就已經過去了無數個普朗克時間。

引入普朗克時間,最初是因為要研究宇宙大爆炸。宇宙的生成比我們想像得要快得多,從爆炸開始到宇宙中各種天體的形成並且穩定,連一秒鐘都用不到,如果想要仔細研究這個過程,就必然需要一個更小的時間計量單位。

但是,普朗克時間這個概念的引入也只是解決了我們研究宇宙起源的一部分問題。目前為止,人類最多也就是能計算到普朗克時間,但是在更細微的時間段裡都發生了什麼,我們卻是仍然無法推測的。也就是說,解決關於宇宙起源的問題,我們很可能還需要規定新的,並且是更小的時間單位來量化這20普朗克時間不到的時間。

時間和空間一直都是讓科學家們琢磨不透的,但是科學家們從來都沒有放棄過徵服它們。而了解它們,正是我們邁出的第一步。一個計量單位的規定,也許並不能像什麼重大的理論一樣惹人注目,但是正是這些最基礎的工作,才是真正為後續的理論奠基的。

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  • 宇宙中最短的時間刻度:「普朗克時間」
    初看這個名詞,很多人或是陌生的。在大多數人看來,常用以反映時間的單位有三個,分別是小時、分和秒。從科學定義上來看,普朗克時間指的是量子間的最短距離,它是目前已知的宇宙內的最短時間。單從定義上來理解,大家或覺得「普朗克時間」十分抽象也十分難懂,而若以秒為參照對象,大家或會明白許多。簡單來說,一秒內包含了上億個普朗克時間,據科學家觀察與測算,從奇點爆炸至宇宙雛形初現,期間只耗費了不到20普朗克時間。換言之,在不到千分之一秒的時間內,我們所處的燦爛宇宙已初步形成。
  • 宇宙爆炸的「瞬間」時間有多短?一秒鐘在它面前猶如上億年
    無可置否的是,時間對於任何人而言都是無比寶貴的,無法用金錢去衡量,也無法改變。一樣事物從它誕生起,它的時間就在單向地流逝著,也正因為如此,無論是人類還是宇宙的星辰都無法避免死亡的結局。而支持宇宙爆炸論的學者則認為,在宇宙誕生前,物質、空間乃至時間都是不復存在的,宇宙處於一片虛無的狀態中。而當一個密度無限大、體積無限小的奇點爆炸的瞬間,宇宙包括宇宙的中的所有物質才被生成,那麼,宇宙爆炸的瞬間究竟過去了多久呢?
  • 一秒鐘不重要?宇宙形成僅需幾十普朗克,一秒等於無數普朗克時間
    有部分人認為,時間不是真實存在的事物,它只是人們的錯覺。但更多人還是認為,時間是真實存在的,我們都能切身感受到它的流動與發展。俗語言:「一寸光陰一寸金」,時間其實是很寶貴的。大道理我們都懂,但在實際生活中,很多人都不會在意與珍惜短暫的一秒鐘,人們大都認為,一秒鐘實在太短暫了,幾乎沒有任何作用。
  • 宇宙終極謎題之一:發生大爆炸前,它原本有多大?
    你可能會認為宇宙是無限的,老實說,它可能真的是無限的,但我們並不能確定。多虧了大爆炸——宇宙有生日的事實,或者我們只能回溯有限的時間——還有光速是有限的事實,使我們只能看到有限的宇宙。到今天,可觀測的宇宙已經有138億歲了,它向四面八方延伸了461億光年。那麼在138億年前,它到底有多大呢?
  • 宇宙中最常見的就是大爆炸,那麼為什麼宇宙會大爆炸?
    在宇宙大爆炸之前,有一個似有非有、只能用無限一詞來表明的點,這一點叫做奇點。奇點是沒有辦法被測量的,同時也是沒有辦法被計算的,任何公式在奇點面前皆是無法生效的。像這樣一個神奇的東西,卻在幾百億年前發生了大爆炸,同時,在非常短的時間裡開始以極快的速度變大、膨脹。
  • 宇宙誕生用了多長時間,1秒鐘在它面前,如同過去了上億年
    筆者-小文時至今日,「宇宙大爆炸」仍然是一種主流觀點,科學家相信,宇宙誕生於一場大爆炸,而宇宙萬物,包括看得見的物質以及看不見的「暗物質」都是從那場爆炸中誕生的,就連時間和空間也不例外。而包括「宇宙爆炸論」在內,雖然誰也無法穿越到過去目睹宇宙的誕生過程,但科學家還是利用想像結合真理證實了宇宙曾經是發生過爆炸的,而宇宙膨脹則是其中一個證據。自宇宙發生了大爆炸以來,宇宙就一直在不停地膨脹,而由於當年那場爆炸反應太過劇烈,導致宇宙的膨脹速度甚至超過了光速,而這也是人類為何不能到達宇宙盡頭的原因了。
  • 科學家發現宇宙最短時間刻度,經過科學計算,1秒鐘比它慢幾億倍
    時間沙漏時間與我們密切相關,那麼時間究竟是什麼?時間是什麼既是一個物理學問題也是一個哲學問題,從物理學角度來看,時間就是一種刻度,一種特殊單位,宇宙萬物都需要用時間來衡量它的某一時刻發生的事情,它是一種虛無的但又不可或缺的東西。
  • 萬物起源——宇宙大爆炸
    讓我們一起探索下已知的理論,現在我們可以忽略掉最開始的部分。首先,宇宙大爆炸並不是一場爆炸,而是所有的空間同時向所有方向伸展,剛開始宇宙非常非常小,接著很快就變成一個足球場那麼大,宇宙並沒有膨脹成任何東西,宇宙只是膨脹成它自己。
  • 最近,物理學家重現了宇宙大爆炸的核反應,證實了宇宙大爆炸模型
    他們對反應速率的測量結果發表在昨天的《自然》雜誌上,確定了被稱為大爆炸核聚變的一系列步驟中最不確定的因素(大爆炸核聚變產生了宇宙中第一顆原子核)。據英國杜倫大學天體物理學家萊恩·庫克說,研究人員對這個結果「欣喜若狂」。「會有很多人對粒子物理、核物理、宇宙學和天文學感興趣,」他說。
  • 宇宙大爆炸是什麼?宇宙大爆炸是怎麼發現的?
    這點從1929年說起,美國天文學家哈勃在一次研究中偶然發現,河外星系中的絕大多數星系都會逐漸地遠離地球所在的銀河系,由此可以進一步的推斷,宇宙正在發生變化,它在逐漸的膨脹,宇宙間各星系彼此之間已經越來越遠,加莫夫由此逆向推斷得出這樣一個結論。如果時間倒流,那麼在某個很早的時間,這些星系有可能是擠成一團的狀態。
  • 試圖謀權篡位的10個宇宙大爆炸理論,科學家的理論之戰2
    但這明顯不能讓人信服,為了自圓其說,他聲稱重力正在逐漸變弱然而原子正在逐漸變重,但是這個說法將會使早期的宇宙變得比它實際上更熱,很明顯這個所謂的自圓其說也是失敗的。在這個理論中,宇宙總是在大爆炸期間開始解凍,而在此之前則一直處於一個深凍狀態。
  • 宇宙是無限的,可「無限」也分等級,宇宙中存在無數個你嗎?
    我們一直都被灌輸一個理念,宇宙是無限的,可對於這個無限我們卻一直沒有一個明確的概念,無限是哪些東西無限?無限的宇宙意味著什麼?是否宇宙中有無窮多個我?今天我們就來聊聊「無限」。我們最常說的宇宙無限是空間無限,因為宇宙時刻在以超越光速的速度在膨脹,所以空間是無限的,而空間的無限所帶來的就是時間的無限,因為時間是物質在空間中的運動,空間如果無限,時間必然是無限的,所以宇宙的空間和時間是無限的。
  • 宇宙大爆炸——宇宙大爆炸是否產生了宇宙的所有物質
    可是有一個問題一直存在:宇宙大爆炸產生的物質是宇宙的全部還是部分?可以發現當年宇宙學家們毫不猶豫地選擇了前者,但現有的證據無法證明:宇宙大爆炸一定產生了宇宙的全部物質,這僅僅只是個假設。局爆是指宇宙中的局部宇宙物質的爆炸,宇宙演化與局爆相關。有三個層次的局爆可以討論:(1)恆星局爆;(2)星系局爆;(3)總星系局爆。第一層次的恆星局爆已是觀測事實,第二層次的星系局爆可能性不大,因為如果星系來源於局爆,那麼應該看到組成星系的恆星的飛散,目前的觀測事實是:星系有各種形狀,主要的形狀是漩渦型,漩渦型顯然不能用爆炸說解釋,所以總星系中的星系不是由局爆演化而來的。
  • 為何宇宙中無數的恆星不停產生熱量,宇宙的溫度卻接近絕對零度?
    為什麼宇宙中這麼多的恆星不停產生熱量,宇宙的平均溫度才3k?自從發明瞭望遠鏡之後,人類對宇宙的探索從未間斷過,在不停的探索中我們對宇宙也有了更深入的了解,比如太陽只是宇宙中無數恆星中的一顆黃矮星。太陽上的溫度很高,表面溫度就有5700K,中心溫度更是有1500萬K,在表面之上的日冕層也高達百萬攝氏度。可是,為什麼宇宙中如此之多的恆星不停的在散發熱量,宇宙的平均溫度才3K呢?K在溫度技術方面是和攝氏度一樣計算的,只不過它的零度不是水凝結成冰的點,而是我們所說的絕對零度,0K就是已知最低溫度。
  • 宇宙溯源︱ 「大爆炸」之前發生了什麼?
    儘管很容易 -- 以神一樣的視點,想像自己能站在虛空中,在「大爆炸」之前觀察,但那是不可能的。因為,並非宇宙擴大到空間,而是空間本身擴大了。無論在宇宙中哪裡,如果追溯回到138億年前,都會來到這個點,那裡極度熱,密集且快速膨脹。沒有人確切地知道宇宙中發生了什麼,直到「大爆炸」一秒鐘後,宇宙冷卻下來,足以使質子和中子相撞並粘在一起。
  • 在一次無與倫比的大爆炸中分裂成無數碎片,今天的宇宙是這樣的嗎
    現代宇宙系當中最有影響的一種學說,又稱大爆炸宇宙學。與其它宇宙模型相比,它能說明較多的觀測事實。它的主要觀點是認為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化歷程。根據大爆炸宇宙學的觀點,大爆炸的整個過程是:在宇宙的早期,溫度極高,在100億度以上。物質密度也相當大,整個宇宙體系達到平衡。
  • 宇宙有多大呢?
    在可觀測宇宙中至少有2萬億個星系。假設宇宙是各向同性的,那麼到可觀測宇宙邊緣的距離在每個方向上都是大致相同的。也就是說,可觀測宇宙具有以觀察者為中心的球形體積(球)。宇宙中的每一個位置都有它自己的可觀測宇宙,它可能與地球上的宇宙重疊也可能不重疊。從這個意義上說,可觀測這個詞並不指現代技術檢測來自物體的光或其他信息的能力,或者說檢測是否有任何東西存在。它指的是光速本身所產生的物理極限。
  • 在一次無與倫比的大爆炸中分裂成無數碎片,今天的宇宙是這樣的嗎
    ,又稱大爆炸宇宙學。  與其它宇宙模型相比,它能說明較多的觀測事實。    它的主要觀點是認為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化歷程。  根據大爆炸宇宙學的觀點,大爆炸的整個過程是:在宇宙的早期,溫度極高,在100億度以上。  物質密度也相當大,整個宇宙體系達到平衡。