假如整個宇宙的氣體密度都處於可呼吸的狀態,是好事還是壞事?

2021-01-17 天文同好樂園

在地球表面暴露在空氣中的絕大多數地方,人類都可以自由呼吸,即使在海拔八千米以上的珠穆朗瑪峰頂。我們的常識是,人類無法在太空中自由呼吸,因為那裡是真空環境,沒有可供人類自由呼吸的混合氣體。人類想要體驗真空環境的不適,還必須要投入大量的金錢、技術和時間才可能實現。

也許你希望整個宇宙的氣體密度都處於可呼吸的狀態,撇開距離和時間因素,那樣也許人類就可以想去哪兒就去哪兒,到哪兒都可以生存。不得不說,願望是美好的,但假如宇宙真的是那樣,結果卻是你絕對想不到的。事實上,我們的宇宙之所以如此空曠,太空中的氣體密度之所以如此之低,其實冥冥中一切自有安排,對於地球上的生命來說,這也許就是最好的安排,因為如果宇宙中到處都充滿可供人類呼吸的氣體,那麼生命也就不可能存在了。

聽上去似乎很矛盾?其實並不矛盾。你一定知道引力的概念,假設有一個物質球,那麼引力會擠壓它,如果沒有另外一種力來對抗引力,這個球會存在多久呢?答案首先取決於物質球的密度,密度越大,它就會越快地被引力壓碎,即使這個物質球很大結果也是一樣的,因為在密度一定的情況下,尺寸越大意味著引力的作用會更強。

假如整個宇宙都充滿可供呼吸的氣體,那麼它就如同一個物質球,答案很明了:這樣的系統會在大約24個小時之後坍縮,你所期望的美好明天會隨即化為烏有!為什麼是24個小時呢?這是由物理學家經過計算得出的,24個小時是宇宙密度發生顯著變化所需要的平均時間。我們身處的地方有自由呼吸的空氣,之所以沒有坍縮,是因為有地球原子的剛性和內壓力的支撐,而且地球和大氣層作為一個整體必須被真空包圍,這樣才避免了坍縮的命運。

最有意思的部分來了,物質間的引力作用在宇宙中到處存在,比如太陽系和銀河系,它們為什麼沒有坍縮呢?答案是它們都在旋轉,離心力會對抗引力。那麼,假如充滿空氣的宇宙也整體旋轉起來,以維持它的穩定性,會怎麼樣呢?答案是,如果我們的宇宙是受牛頓的引力定律支配,那麼這可能是一個可行的選擇,但如果採用愛因斯坦的引力理論,情況就會變得非常奇怪!請耐心地繼續看下去。

愛因斯坦有一位朋友,名叫庫爾特·哥德爾,他是奧地利著名的數學家和邏輯學家,也是出了名的怪人。在1949年之前,哥德爾對物理學沒有做出任何貢獻,但在1949年愛因斯坦70歲生日的宴會上,哥德爾向愛因斯坦描述了他運用廣義相對論得到的一個旋轉宇宙的解,數學計算沒有任何問題,但是這個解會出現一個奇怪的特點,那就是「封閉類時曲線」。

簡單地說,「封閉類時曲線」就是一個時空的環線,如果沿著這條封閉類時曲線運動,你不僅會回到出發的起始點,而且也會回到時間的起點。再通俗一點說,這就是時空旅行。也就是說,在一個旋轉的宇宙中,你可以不止一次地在同一時間去到同一個地點,你甚至可以自己和自己玩撲克牌!對於科幻小說家來說,這似乎聽起來很不錯,但是請別忘了還有臭名昭著的「祖父悖論」,以及物理學中的「因果律」,這又會導致無窮無盡的讓人撓頭的問題。

本來是一個美好的願望,宇宙中充滿空氣,我們能在宇宙中任何地方自由呼吸。但是很不幸,蝴蝶效應出現了,目前的宇宙只要有任何一點小的變動,都會導致後續的一系列難以預料、難以解決的大問題,這就是宇宙的玄妙之處。

相關焦點

  • 假如火星上發現生命,對人類是好事還是壞事?為什麼?
    首先,我們簡單的來了解一下火星火星是太陽系八大行星之一,說起來,火星與地球還是有一定的淵源的。首先,地球、火星、金星和水星是太陽系內的四顆類地行星(簡單的說就是星球表面由土地覆蓋的星球,與氣體巨星相對)。
  • 如果未來人類實現了長生不老,是好事還是壞事呢?
    於是有人提出了這樣一個問題:如果人類未來真的實現了長生不老,是好事還是壞事呢?可能在很多人的心裡,都想自己活得更長一些,甚至永生不死。試問一上,拿著手機看這篇文章的朋友們,你會不會也想長生不老呢?如果你說不想,那是在自欺欺人,沒有任何一個人可以抵擋永生的誘惑。之所以你現在不想,那是因為你知道人類現在的科技根本做不到。
  • 人類處在銀河系的貧瘠之地,是好事還是壞事?角度不同答案不同
    數千億顆恆星中的90%基本都集中在銀河系中心的區域內,而像太陽系這樣比較偏的位置,恆星的分布是非常小的。距離我們最近的一個恆星系也有大約4.2光年遠。於是有朋友產生了這樣一個疑問:人類處在銀河系的偏遠貧瘠之地,是好事還是壞事?相信一些朋友也看到過有關此問題討論的文章,大部分的文章中都認為人類處在銀河系偏遠的地方,是一個好事。那麼事實真的如此嗎?
  • 好事還是壞事?
    好事還是壞事?如何尋找可替代的能源,一直是人類在不斷尋求突破的問題,在很早之前,人類所使用的各種能源一直都是來自於地球之上,並且並非取之不盡用之不竭的,也就是說人類不斷的使用之後,總有一天這些能源會枯竭,不尋找到一種取之不盡,用之不竭,並且對環境沒有危害的能源的話,那麼人類文明或許終將走向毀滅。
  • 地球含氧量翻一倍,對人類來說是好事還是壞事?4個變化告訴你
    地球是一顆生命星球,大部分地球生物想要生存都離不開氧氣,如果沒有氧氣,地球將不會有生命的存在,更不會有人類的誕生。地球大氣中的氧氣只佔21%,大部分都是其他各種氣體,既然氧氣如此重要,是不是可以讓地球的氧氣含量更多一些比較好,比如大氣氧氣含量增加一倍,達到41%,地球會有什麼變化?地球含氧量翻一倍,對人類來說是好事還是壞事?
  • 你遭遇的壞事 或許就是一件好事的開始
    二十多年前,一個博士哥哥對我說:你不要總是看見壞事情壞的一方面,還要看見另一方面,因為很多時候,壞事往往會變成好事。或許那時候自己還年輕,加之沒有經歷和閱歷,所以對這句話並不怎麼理解。甚至,這個23歲就死去的風塵女子,連一座墳墓都不會擁有,因為畢竟她是一個社會底層的妓女……同樣的道理,司馬遷如果不遭遇宮刑的壞事,或許永遠也寫不出《史記》:當時他想到,從前周文王被關在羑裡,寫了一部《周易》,孔子周遊列國的路上被困在陳蔡,後來編了一部《春秋》;屈原遭到放逐,寫了《離騷》;左丘明眼睛瞎了,寫了《國語》;孫臏被剜掉膝蓋骨
  • 夢到已故的親人是好事還是壞事呢?不要慌,聽聽科學家的解釋!
    夢到去世的親人是好事還是壞事呢?我們在夢中所經歷的事是無法自己操控的,有時候我們會做噩夢,讓我們感覺自己身體特別疲憊,當我們醒來後,覺得它們是虛假的,科學家認為這一切是我們生活中的壓力過大,才導致這一切夢境的形成,無論自己的夢境是怎樣的都和我們親身經歷時有關係,當我們夢到已故的親人是我們過於思念,才會在夢境中與她相見。
  • 宇宙是否處於偽真空狀態?
    眾所周知,目前公認的宇宙年齡大約為137億年,而可觀測的宇宙直徑大概為930億光年。宇宙這麼大,它的大部分空間都是真空的,連一點灰塵顆粒都沒有。但是,科學家提出了這樣一個想法:宇宙可能處於偽真空狀態,它會發生真空衰變,產生最終的宇宙災難。
  • 宇宙是否處於偽真空狀態?
    眾所周知,目前公認的宇宙年齡大約為137億年,而可觀測的宇宙直徑大概為930億光年。宇宙這麼大,它的大部分空間都是真空的,連一點灰塵顆粒都沒有。但是,科學家提出了這樣一個想法:宇宙可能處於偽真空狀態,它會發生真空衰變,產生最終的宇宙災難。
  • 男人鬍子長得濃密,是好事還是壞事?提醒:2個時間段不要刮鬍子
    小王總是被女朋友嫌棄不刮鬍子太邋遢,看起來像是「怪大叔」一樣,小王對此非常的冤枉,自己早上出門時都是將鬍子颳得乾乾淨淨才出門的,奈何鬍子長得太快,到了晚上就會有鬍鬚冒出,總是被女朋友對。尤其是周末的時候,難得休息自然會「懶」一些,兩天不刮鬍子的情況是有的,這時候的形象就更加糟糕了。
  • 我的世界:MC被微軟收購了,這是好事還是壞事?
    很多人都是因為遊戲可以自由發揮,沒有之前遊戲中那種需要延續遊戲主線思路玩才能繼續的困擾,還有人是因為遊戲可以讓他們一展身手,可以發揮自己所不為人知的一面才熱愛這個遊戲的。不管是出於什麼原因,現在我的世界是非常受玩家們歡迎的遊戲,但是近日有消息宣布,我的世界要被微軟收購,這就讓人有些詫異,微軟怎麼會突然宣布收購我的世界呢。MC被微軟收購了,這是好事還是壞事?
  • 人類如果發現了地球和宇宙所有秘密,是好事還是壞事?
    有人一直在擔心著宇宙」秘密「被發現,人類就會大禍臨頭。其實這完全是不符合邏輯的傻蛋想法。打個比方,你不知道黑暗中隱藏著什麼,然後有一個人告訴你那裡藏著一個拿槍的,那裡藏著一頭老虎,是對你有好處還是有壞處呢?如果你是個軟蛋傻蛋,一下子就嚇死了,當然似乎是一個壞事。
  • 懷上雙胞胎究竟是好事還是「壞事」?網友:只是表面上讓人羨慕
    昨天在網上看到一個貼吧,標題是「懷上雙胞胎是好事還是壞事?」之所以會提出這個問題,樓主表示自己前不久才被檢查出來懷上了雙胞胎,本來挺高興的,但有朋友卻跟她說懷上雙胞胎只是表面上看著讓人羨慕,還是別高興的太早了。
  • 農村老家常有老鼠出現,好事還是壞事?要不要打?答案來了!
    早些年,糧食產量低,一碗米都能救命,何況是一袋子米。去年回到農村老家的時候,看到老家房子裡有十幾隻大大小小的老鼠。白天的時候和平常沒有差別,每到晚上就會活躍起來,放置了老鼠藥也沒大的作用,最後只能任其折騰。老鼠進家不一定是壞事,有句老話叫「鼠是糧袋子,蛇是錢袋子」,意思是說家裡老鼠多的話,家裡的糧食就很充足。
  • 颱風艾莎尼三過家門而不入,是好事還是壞事?潮汕閩南網友:壞事
    11月4日午後,從風雲4號高清可見光衛星雲圖上看,今天我國陸地上的天氣相對還是比較平靜的,衛星雲圖上西部地區的陰雨雲系正在進一步變薄變淺,範圍縮小,這代表著陰雨天氣勢力正在減弱,同時在南海和西太平洋上,兩個旋轉的風暴系統代表著海上的天氣格外不平靜。
  • 標準氣體的標準狀態
    與液體不同的是氣體可以被壓縮。假如沒有限制(容器或力場)的話,氣體可以擴散,其體積不受限制。標準氣體氣態物質的原子或分子相互之間可以自由運動。氣態物質的原子或分子的動能比較高。    標準氣體有實際氣體和理想氣體之分。
  • 長期堅持吃素食的人,身體發生很大變化,是好事還是壞事?
    有些人認為體內的脂肪大多數都是因為平時吃葷,所以減肥的第一步就是戒葷,對所有脂肪含量高的肉食一概拒絕,覺得只要長期吃素,不僅能瘦下來,健康狀況也會一直保持在不錯的水平。長期堅持吃素食的人,身體發生很大變化,是好事還是壞事?
  • 太陽系處於銀河系的「郊區」,那銀河系在宇宙中又處於什麼位置?
    在幾百年前,人類還自信滿滿地認為,地球就是宇宙的中心,天上的日月星辰全部都是圍繞著地球運轉,然而現在的我們早已經明白,人類當初的這種想法是完全錯誤的,與整個可觀測宇宙相比,太陽都只能算是一粒塵埃,而比太陽小100多萬倍的地球更是連塵埃都算不上。我們都知道,太陽系是銀河系內眾多恆星系中普通的一員,而宇宙又是由難以計數的各種星系所組成。
  • 如果地球上最乾旱的沙漠突然出現了綠色,是好事還是壞事?
    而在29%的陸地之中,有三分之一還是無法生存的沙漠。對於沙漠相信大家不會陌生,這是巖質行星普遍存在的一種地貌,火星基本上是一個沙子的世界。而地球由於是一個美麗的生態星球,所以表面的沙漠面積只佔整個陸地面積的三分之一,即使如此,地球的沙漠面積也是非常龐大的。而隨著地球生態環境的不斷惡化,沙漠化也在不斷推進,可供人類生存的陸地面積也在不斷減少。
  • 是好事還是壞事?
    在遠古時期,地球上出現了很多各種各樣的生物,比如說恐龍,猛獁象等等,這些生物在今天都看不到了,不僅如此,地球上還有很生物都在逐漸消失,為了保護這些動物,我們人類付出了很大的努力,不僅建造了動物園,而且還呼籲人們愛護環境,保護野生動物。