03.02 若把一片塵埃放大到百億倍,是不是就是一個宇宙呢?

愛因斯坦頓


人類最早發現的粒子是原子,然後接著是電子、質子、中子等等,科學家發現有些粒子還有著自身的內部結構,說明它們是有層次性的,於是統稱它們為粒子。後來,科學家發現各種其它粒子達上百種,並且還有不斷增加的趨勢!目前,對於一些粒子,我們無法確定其是否還可再分!

一粒塵埃,人類肉眼看只不過是小小的一點,但是其內部卻是複雜的另一個物理世界,如果按照題主的本意來講,這其中就不只有一個宇宙了,而是宇宙套著宇宙,數不清的宇宙!

最初,我們這樣認為,是因為我們在觀測原子的結構時發現,原子的內部結構特別像宇宙中的星系!

看過《三體》的朋友們應該知道,小到質子這樣的粒子中還存在著文明,我想,人類對於宇宙瞭解得還是太少太少了,一切猜測都有一定的合理性。

若真是那樣,宇宙真的是太精彩了。

那麼,我們來互相討論一下,一粒塵埃中是否隱藏著宇宙呢?

我先說我個人的一些淺薄看法,我覺得,廣義上的宇宙自誕生以來,宇宙的基本法則開始形成,即所有的物質演化都必須遵守宇宙基本法則,而且無論是在宏觀上還是在微觀上。

微觀世界體現著宏觀世界,它們都是宇宙的基本物質。

所以無論是小到粒子還是大到太陽,都受宇宙法則的制約,所以它們在形成、演化上可能會存在某些共通之處,我覺得,對於宇宙,還是隻存在廣義上的宇宙的。

你們認為呢?


科學船塢


應該是一粒塵埃吧,塵埃或者說是灰塵的大小範圍比較廣,從500微米到1微米以下都可以稱作塵埃,就按人眼的極限分辨能力0.1毫米(100微米),也就是1×10^(-4)米,看看放大後是什麼樣子。而原子的直徑在0.1納米(0.0001微米,這是氫原子的理論直徑)這個量級,換成統一單位1×10^(-10)米,從這個大小比較來看,理論上只需放大一百萬倍就能看到原子的分佈了,而原子核的直徑又與原子的直徑差了5個數量級,大約為1×10^(-15)米,就是說,這粒塵埃放大一千億倍的話就可以看到原子結構了。按問題得意思,放大一百億倍,對小一點的塵埃來說也只能觀測到原子核的結構,還談不上是個宇宙。

要強調的是,現在的光學顯微鏡的極限分辨率也就達到0.2微米,未來可能會達到0.02微米,至於倍數,也就2000倍這個量級了,這是由可見光的波長決定的。而電子顯微鏡的放大倍數可達到2000萬倍,但在這個級別倍數不是重點了,分辨率才是關鍵,目前電子顯微鏡的最高分辨率可達到0.08納米,也就是10^(-11)這個量級,還未達到窺視原子內部結構的境界。至於一沙一世界什麼的還是交給那些宗教神學吧。

附上微觀世界的旅行圖。


清明的星空


很遺憾,不能。別說一片了,即便把整個地球放大百億倍,也不會變成宇宙的,為什麼呢,因為量級太小了。


菩提本無樹,

明鏡亦非臺。

本來無一物,

何處染塵埃。

我們先來看看塵埃。塵埃的意義有很多種,我想題目想問的是最具現實意義的生活中的塵埃。當你在黑暗的屋子裡,把窗戶卸開一道縫,一縷光照射進來,你就會看到無數的小顆粒在空氣中游動,這裡麵包括頭皮屑、花粉、細菌、粉塵等可吸入顆粒物,這個就是我們平常對塵埃最直觀的概念了。


那麼這種塵埃是什麼量級的呢?我們舉最為常見的PM10為例。PM10的意思就是粒徑在10微米以下的 可吸入顆粒物。微米即μm,10μm=0.00001m,把它擴大100億倍,就是100000m=100km,一百公里什麼概念?還沒有從唐山到天津遠呢,也就更別提宇宙了。 當然跟整個宇宙比,是差得遠了點,但是跟太陽系還是有得一拼的。為什麼呢?擴大100億倍的話,蘋果就會變得像太陽那樣大,而塵埃就會變得像小行星那樣大。

一般來說小行星的直徑多數都在一百公里以下,剛好也就是塵埃放大100億倍的量級,放到太陽系裡也就相當於柯伊伯帶。而太陽系有多大呢?如果按冥王星的軌道作為邊界的話,它的半徑有40個天文單位。1天文單位(1A.U.)=149600000000m,縮小100億倍將近600m。按照這個比例,太陽之於太陽系,就相當於把一顆蘋果放到了故宮正中間。


蛋圈一科


我想問題的提問者想表達的意思應該是“一粒塵放大到足夠大時,也可稱作一個宇宙”,並非一定是百億倍!

因為按照塵埃的大小計算,即使放大百億倍後,其直徑也不過上千公里,還沒有地球大,更不能與我們的宇宙相比!

但正所謂“一花一世界”,或許正是樓主想表達的意思,即使一粒微小的塵埃,裡面也包含著成千上萬的原子,質子,中子和電子!

但就我們目前所知,那並不能算作一個宇宙。很多人把原子的結構模型比作宇宙的模型,比如原子核外面有電子圍繞著它旋轉,而太陽有地球等行星圍繞其旋轉。

但事實上電子並不是在圍繞著原子核旋轉,而是隨機地出現在原子核周圍,形成所謂的“電子雲”,同時受外界影響會發生“能量躍遷”!

還有,原子領域的微觀世界與我們的宏觀世界的表現形式大相徑庭,那裡沒有確定性,一切都只能用概率描述!

所以,把一片塵埃放大百億倍後就是一個宇宙並不準確,組成塵埃的原子就是微觀世界的一種粒子而已,你可以說塵埃內部有原子組成“微觀世界”,但無論如何談不上宇宙!


宇宙探索


塵埃是一個很小的東西,它是漂浮在空氣中的塵土、岩石、金屬等細小顆粒物,根據地域不同,成分也有所不同。

塵埃對人類的健康起到一定的負面作用,但在空氣中又不能沒有塵埃,如果沒有塵埃,地球的生態就無法延續和生存。這個問題不是本文討論的問題,就不多說了。

地球上的塵埃與宇宙塵埃是有關係的。宇宙塵埃在太空中漂浮,一般被稱為星雲。這些星雲如果濃度和體積巨大,就有可能因引力作用形成恆星。

一些零散的塵埃在太空遊蕩,遇到引力就會被吸附到引力源上面。據專家測定,地球每年塵埃降落量達到23430噸,這些塵埃粒徑一般大於60微米。

我們來計算一下題目所說的塵埃放大100億倍有多大,也就是100億個塵埃有多大

塵埃直徑按照60微米計算,一毫米就相當於17個塵埃直徑,1立方毫米就有4913粒塵埃,就按5000個計算吧,我們按照這個標準再計算一下。1立方米等於10億立方毫米,每立方毫米有5000粒塵埃,1立方米就可以容納5萬億粒塵埃了,已經是100億粒塵埃的500倍了。也就是說100億粒塵埃只有500分之一立方米,就是2個立方分米而已。

而題目說把塵埃放大到百億倍就成了一個宇宙,說明題主對宇宙的大小和塵埃的大小也太沒有概念了,連基本的數量和空間觀念都不具備。

不要說一個塵埃,就是把地球放大100億倍,還沒有太陽系範圍大;把太陽系放大100億倍,也只能佔據銀河系的一個小角落;銀河系放大100億倍,也不及宇宙一個小角落。

現在已知宇宙可視範圍在930億光年直徑,宇宙中有星系20000至100000億個,而一個銀河系就有2000-4000億顆恆星,太陽只是這幾千億顆恆星中的普通一顆黃矮星,地球的體積只有太陽體積的130萬分之一,你說說這個宇宙有多大?

所以有一句古話可以形容這個題目:“真不知天高地厚!”

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時空通訊


題主想表達什麼呢?筆者猜是想表達佛教裡的“須彌芥子”的意思吧?

須彌山在佛教的世界觀裡是諸山之王,世界的中心。芥子是芥菜的種子,非常的小。須彌山可以納於芥子之中,形容佛法無邊,神通廣大。也可形容大小是相對的,小小的芥子也可以是一個巨大的空間。

事實上,宇宙是有定義的,宇宙是所有時間、空間與其包含的內容物所構成的統一體。它包含現在存在的一切、過去存在的一切與未來存在的一切。

對它的大小的定義可以分為兩種:

一種是宇宙大爆炸後形成的全部的空間,這個空間對於人類是無限的,受限於光速與時空的膨脹,人類可能永遠也無法知道它有多大。

圖:
時間軸方向為從左至右,宇宙的其中一個維度則予以隱藏,因此在圖中的任何給定時間,宇宙會以碟狀“切片”的型態顯示。


第二種是:宇宙為與自身所繫時空的任何一切,且人們與時空可以互動。這句話的意思是:在物理學中,能夠被我們觀測到或者影響到的才是有意義的。由於宇宙膨脹的速度遠大於光速,足夠遠的地方的光是不可能到達地球的,地球發射的光也是到達不了那裡的。所以,在物理學裡有意義的宇宙空間的大小是人類觀測到的空間。它的目前的大小是930億光年。


圖:地球在目前觀測到的宇宙中的位置,從左往右,從上到下,分別顯示的是地球在各個層級的宇宙結構中的位置。從觀察者的角度來說,地球就是宇宙的中心。


綜上所述,題主的說法是不符合宇宙的定義的。


講科學堂


時間不是維度,無論在幾維空間,時間永恆不變,變的是測量時間的單位。

舉個例子,同樣是貨幣,1美元=6RMB=100日元。那麼它的價值變了嗎?沒有。把價值概念換成時間。1四維空間秒=1000億三維空間年=100萬億二維空間年。時間變了嗎?沒有,變的只是定義、表述、單位。真正的時間從未改變。


SO,為什麼我們無法理解高維度空間世界和低維度世界,因為,在高維度世界,我們的宇宙生命歷史或許只是1毫秒,誰會注意到1毫秒發生的事情呢?就像我們世界一個氣泡,從形成到破滅就是一瞬間,但那是我們世界時間單位的一瞬間,我們又怎會知道對於那個氣泡的世界不是46億單位時間年?

對於生命和智慧要區分,也許我們總有一天能發現地外文明及生命,但或許我們永遠不可能發現不同維度的智慧,更無法以我們世界對生命的定義去套路別的維度的智慧生命。

推測一下,麥田怪圈。假如並不是人為惡作劇,假如不存在三維世界外星人。我們能否理解是其他維度的智慧文明傑作?在我們地球的一夜之間=那個維度100億年,那個維度的文明用了100億年把 他們的宇宙改造成了那個樣子?只是結果人類的收割機摧毀了那個維度世界。

還是以氣泡為例子,在二維世界,那就是宇宙,那個世界的智慧無法理解宇宙為什麼會誕生,為什麼會有97%的暗物質,為什麼天體會在一張網上面運行?它們用盡一切智慧甚至研究明白維度空間的奧秘,但是,一切都無法改變,它們永遠不可能跳出那個維度世界,因為它們的光速永遠被限制在30萬公里/秒。光逃不出黑洞,黑洞裡的光也逃不出來,如果某一個黑洞裡的光速是30萬公里/秒呢?


我們所處的維度空間一切由這個空間的所有智慧定義和朔造,並且可以被換算,被翻譯,被轉換,但我們這個維度空間殺死了一切想象力,因為我們要論證一切,都必須以我們維度的實際為基礎。

站在創世者的視角呢?為什麼我們理解的海洋是水,是藍色?為什麼不能是我們的真空?為什麼不能是黑色?在高維度,我們的宇宙可以是它們的煙花嗎?

對於題目,即使放大一萬億億倍,我們看到的仍然是三維宇宙一部分,我們根本無法看到另外一個維度,永遠永遠也不可能看到,理解,和跳出這個維度。

愛因斯坦臨終前說,對於這個宇宙最不能理解的,是這個宇宙為什麼會以這樣的規律運行?對於物理學家當有一天見到這樣一個終極真相,那將是三維物理的終結。維度之間,根本不需要智子封鎖,物理學越接近真相,越接近死亡。


不近龍兒


一片塵埃還是一個塵埃?如果是一個的話,假如直徑是100微米,放大到百億倍,直徑就是1000公里,差不多是最小的球形天體,哪裡算得上一個宇宙呢?就算是一片塵埃,直徑算100米吧,放大百億倍,直徑是10億公里,大約在木星和土星軌道之間,離宇宙還差得遠呢。事實上現在一般認為宇宙是無限的,所以很難想象可以把塵埃放大到宇宙的大小,因為宇宙就沒有大小。


徐德文科學頻道


理解題主的意思,因為我也有過類似的想法。

其實這個問題應該歸為哲學,這個問題的實質還是“我們從哪裡來”。因為問這個問題的同時,肯定會想,那我們這個宇宙縮小很多倍之後是不是另一個宇宙的一個塵埃呢?

因此在目前的觀測手段下,無法證實這個猜想。

對於這種無窮無盡討論的話題,只能歸於哲學,每一個人可能理解都不同


化學小吊絲要很長很長


從比例上來講,一粒塵埃放大到百億倍,當然沒有宏觀宇宙大。但是題主肯定還有另外一層意思包含在裡面,就是一粒塵埃,是否也包含著宏觀宇宙構造同樣的信息原理,小原子,大宇宙,一花一世界,一葉一菩提。如果這樣認識物質宇宙大和小個體的構成,則是科學的。物質宇宙的構成,都是同層次相併列,上下層次相包容。從微觀粒子到宏觀星系、星球,都是這麼構造的。原子構成了100多種元素,是一個微觀層次,而原子又可分成100多種粒子,又是一個層次,人類目前認識到的最小物質層次,就是以夸克為代表的粒子層次,往原子之上,是分子層次,許多分子構成分子團,再由分子團構成物質,才到了我們肉眼可見的物質層次,如星雲就是這一層次的物質,星雲又演化為星球、星系,仍然以層次大小往宏觀上排列。例如銀河系就是由幾千億恆星系、星團構成,恆星系又是由許多行星系圍繞構成,如太陽系就有八大行星(系)、小行星帶、柯依伯帶、奧爾特雲、彗星等組成,這跟微觀上100多種元素、100多種粒子的構造如出一轍!行星系層次的構造亦同此理,土星系不僅有幾十棵天然衛星,還有物質自然凝集的漂亮物質環,再往上,由星系構成群和集團更高層的星系和超大星系,一直到“宇宙長城"、星系網,人類看到的,仍然只是宇宙的冰山一角。但是,不管是那個層次的物質個體的構成,其原理都是基本相似的,符合題主想要問的第二層意思,小就是大的縮影,或原子塵埃的小就是宇宙的廓大。一花一世界,一葉一菩提,雖出自佛教禪宗,卻是有科學道理的。


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