宇宙装不下一张纸?对折103次纸的大小,光速飞过都要19小时
一张纸对折105次,宇宙真的装不下?如果你思考一下,一张纸对折105次,宇宙照样可以放得下。之所以说放不下,是从宇宙可视直径来看。你或许经常听到人们目前观测到的宇宙可视直径是930亿光年,但这并不是说宇宙只有这么大。你可能会感到好奇为什么一张纸对折105次,可观测宇宙就装不下了?
其中的原理和指数爆炸有关,尽管一张纸最多能对折几次,看起来很无聊,但接下来的内容可能会让你感到紧张,一张纸通常折叠7-8次就已经没法继续折叠,这些结论都是通过实验得出,通常折叠7次就已很难。关于一张纸能否对折8次,大家可以用一张A4纸尝试一下。目前来说,一张纸对折次数最高也不过12次,再往下对折就是理论值了。2012年的时候,一群人不信邪,他们发起了挑战,在实验中,众多人将一个长度超过4000米的纸,折叠了13次,遗憾的是人们并没有承认这个结果,这实在不是一个愉快的经历。
但现在如果我告诉你,任何物质弯曲都有弹性,一张纸的厚度达到一定程度后,需要一定的长度才可以对折,这听起来如何?是否明白了一张纸对折仅仅数次之后就很难再折叠了?不仅如此,其实对折n次的纸相比相同层数简单叠放的纸来说,前者的弹性明显强得多,它的厚度也不可能以理论上2的n次方的方式增长。所以仅凭人手很快就很再难折叠。你可以参考这张表中的一些数据,这里我们以0.1毫米厚的A4纸为例。
由此我们可以知道,对折到27次时,纸的厚度不仅超越了世界第一高峰珠穆朗玛峰的高度,甚至大部分民航客机也要甘拜下风。继续对折下去,也就是第37次时,此时你可以看到直径约为12742千米的地球已经容不下这张纸了,这在经济学上被称为"复利",据说沈万三就是被朱元璋用这一招玩到破产,当你开始研究它的时候,会发现指数增长极其恐怖,我们很难想象薄薄的一张0.1毫米的纸对折20次后,会产生如此惊人的数据。
假设你有一张足够大的纸,其有着无穷大的力量来折叠这张纸,通过不断将纸张折到51次,厚度为2.25亿千米,这等同于火星和太阳之间的距离;前面我们提到宇宙的可观测直径是930亿光年,我们可以在这儿看到,将纸对折到103次以上,就能达到这一数值。没错,把一张纸对折103次后,就能知道1光年有多远,1光年是多少呢?答案是9.46万亿千米左右,实际上,你可能知道1光年就是光行走一年的距离。这完全超乎了我们的想象,这是旅行者1号,它在宇宙中飞行了222亿千米,大约耗费了43年,而这段飞行距离,只是光传播了19个小时的距离。
可想而知有界无边的宇宙有多么巨大,至少人类现在仍不知道宇宙最边缘的区域是什么,也许这里是"虚空",或许那里是和另一个宇宙物质的过渡地带,最特别的是,这里就像两颗恒星之间的过渡地带,物质可能会因引力在不同的宇宙之间来回奔波。这也反应出来一个问题,这确实非常重要,那就是宇宙中的一张纸折叠105次,想要放在这个宇宙里并非没有办法,毕竟人们所说的只是直径放不下,
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