小时候上幼儿园,老师会叫我们一些简单的手工课,用纸折叠出一个个有趣的动物,男孩子们应该更喜欢折纸飞机。一张普通的A4纸,最多能折叠8次,想要再折叠一次,难度还是挺大的。而根据科学家的计算,理论上来说,一张足够大的A4纸折叠42次就能从到达月球,地球和月亮之间的距离是38万公里。
2011年的时候,美国一群中学生在老师的帮助下开始了疯狂的折纸实验,他们专门请工厂定制了一条长达4千米的卷纸,然后一大群人开始了折纸。猜猜最后折叠了多少次?答案是13次,光是层数就达到了8192层,打破了吉尼斯世界纪录,之前的记录是12次。看起来也挺无聊的,因为只要准备的纸足够大,它能折叠的次数就会增加。
那我们来探讨一个问题,把一张纸折叠多少次,它的厚度能够达到930亿光年吗?科学家的解释是什么?930亿光年是我们身处的宇宙的直径,一般来说,我们不考虑不可观测宇宙,它对我们来说是完全陌生的,我们也无法确定哪里是边界,哪里是不可观测宇宙的范围。宇宙空间如今正在高速膨胀,速度甚至超过了光速。每一天的数据都是全新的,统计起来也费劲。
想要纸的厚度超过930亿光年,理论上是可以办到的,折叠103次就可以了。假设一张纸的厚度是1毫米,我们把它折叠103次,其厚度就达到了1072亿光年,比可观测宇宙大了差不多十分之一。可观测宇宙也装不下它了,它已经超出了最大范围,有一部分处于不可观测宇宙的范围之内。
上过中学的人都学过指数函数,而当函数的自变量满足一定条件时,函数值将出现爆炸式增长,这就是指数爆炸。我们再用种更通俗易懂的例子来解释,一个人去上班,他要求工资日结。第一天工资2分钱,第二天工资4分钱,第三天工资8分钱。就这样以此类推下去,老板在第三十天时,需要支付他1073.7万元。
这要是持续一年,那个数字就是真正的天文数字了,没人能请得起这样的员工。数学家创造出指数函数的时候,就说这是“魔鬼一样的数字”。
不过话又说回来,折叠103次只能是理想中的存在,现实世界中折叠五六次都费劲,更别说103次了。我们身处的世界是遵循能量守恒定律的,折叠103次需要多大的能量?那也是个天文数字,根本不可能实现。退一万步来说,我们制造不出这么大的纸,纸也是由一个个基本粒子组成的,要找到这么多的基本粒子也是不可能的事情。
随着对宇宙的认识越来越深刻,我们清楚地知道这个宇宙真的太大了,太阳系不过是可观测宇宙中的一粒沙子。而我们的地球,是沙子的一部分。宇宙虽然看不到边际,但是它也存在着许多限制,比如绝对零度。宇宙中某些天体的温度能够达到几十万亿摄氏度,能达到绝对零度状态的却是少之又少。
有科学家做出猜测,当温度达到绝对零度时,时间和空间都失去了意义。温度的本质就是用来衡量粒子在做热运动时的剧烈程度,而根据相对论的观点,粒子达到绝对静止的状态是不存在的。总之,宇宙中还有许多谜团等待着我们,知道的越多,才明白宇宙的神秘。
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