【天文在线】关于宇宙有什么事实让人觉得很酷?( 五 )


【天文在线】关于宇宙有什么事实让人觉得很酷?
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从原子到宇宙中最大的恒星 , 虚无是最常见的 。
这是原子 , 它是宇宙中一切事物的基石 , 不论从最小的分子还是最大的恒星 。 你旁边的椅子、你的手机和你自己的身体 , 宇宙中的一切不过是原子结合在一起而已 。
在原子的中心我们发现原子核 , 而原子核又是由质子和中子组成的 。 绕着原子核旋转——好吧 , 实际上不是绕着它转 , 但我们不要讲的太专业了——那些是电子 。
虽然这幅简单而广泛使用的原子图提供了原子结构的概貌 , 但它远不够精确 。
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图解:原子内部结构图 。 图源:mooc.chaoxing
看到原子核和电子之间的空隙了吗?实际上 , 这个空间的空缺大约占原子大小的99.9999999%!这是荒谬的 。 原子几乎完全是空的 。 换句话说 , 宇宙中所有的东西几乎都是非物质的 。
要知道这有多荒谬:比如说 , 假设原子核的大小是你的iPhone主屏幕上的按钮——直径小于1厘米 , 而原子的直径是1公里!这意味着你可以向任何方向走500米 , 并且你所看到99.999999%的空间都是空的 。
(这些数字可能因原子的大小和电子的数目而不同) 。
忘记数字吧 , 让我们谈谈真实的、实际的、大的物体——我们能用肉眼看到的东西 。
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图解:帝国大厦(EmpireStateBuilding) , 是竣工于1931年4月11日的高层建筑物 , 是美国纽约的地标建筑物之一 。 位于曼哈顿第五大道350号、西33街与西34街之间 。 它是保持世界最高建筑地位最久的摩天大楼(1931-1972共41年) 。 图源:you.ctrip
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这是帝国大厦 , 高443米 , 有102层 , 重达36.5万吨 。
现在 , 如果我们把构成这座高楼的每个原子的所有空间都去掉 , 这就是它的结果 。
是的 , 整个帝国大厦没有了它的空间 , 虽然只是一粒米 , 但仍然有35万吨的重量!
当有人告诉你“我感到空虚”时 , 实际上他们是对的 。 事实上 , 在某种程度上我们都是这样:我们基本上都是空的 , 虽然有时是象征性的 , 但字面上总是这样的 。
想象一下 , 如果把我们身体里每个细胞的所有原子里的全部空间都拿掉 , 那么地球上所有的人口就能装进一个苹果里!
仅仅一个苹果 , 里面就装有75亿人 。
我们的宇宙大得超乎想象 , 但它也可能非常小 , 小到超出所有人的预期 。
暗能量——我们还不了解的奥秘 。 还有暗物质 , 同样令人困惑 。
那是1929年 , 当全球经济开始崩溃 , 整个世界陷入大萧条时 , 埃德温·哈勃选择了一个不同的方向 。 他不停地仰望天空 , 向黑暗发问 。 那一年 , 当他窥视银河系之外的东西时 , 他所观察到的一切让他和整个科学界都大吃一惊 。
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图解:正在使用望远镜的哈勃 。 图源:NPR
哈勃博士注意到 , 一个星系离地球越远 , 它离地球的速度就越快 , 于是得出了宇宙正在加速膨胀的结论 。 这与天文学家对宇宙演化的所有想法都背道而驰 。
埃德温·哈勃再一次彻底改变了我们对宇宙的理解 , 这一次为大爆炸理论的诞生铺平了道路 , 而这个理论主要是建立在加速膨胀的概念上 。
在哈勃望远镜观测之前 , 人们认为重力减缓了宇宙膨胀的速度 。 但事实证明 , 有一股更强大的力量推动星系远离彼此 , 那是一种后来被称为暗能量的排斥力 , 它占整个宇宙的68%!
天文学家在研究星系形成过程中发现的另一个奇怪现象是它们的旋转方式 。 根据牛顿的万有引力定律 , 星系边缘的恒星比靠近中心的恒星移动得更慢 , 但科学家的发现却没有显示出这一点:遥远的恒星与靠近中心的恒星在以相同的速度运动 。