石墨

宇宙间最光滑的物体科技都不能探明它的物

发布时间:2023/1/15 1:06:56   
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如果让你说出世上最光滑的物体,你会想到什么?人们通常会想到玻璃、玉石、金属等表面,光滑就意味着物体表面起伏小,纹理足够细腻。

但是,事实上,我们常见的光滑物体,如果用显微镜放大来看,它们的表面会有许多高低不平的起伏,起伏超过了分子水平,以纳米尺度来看,镜子的表面也会像山脉一样起伏不平。

在现阶段,人类所能制造的最光滑的物体,应该是照相机的感光元件(大多数是硅晶体),它对表面的光滑度有很高的要求,否则它就不能被很好地成像,尽管石墨烯材料在理论上比感光元件使用的硅晶更光滑,因为石墨烯通常是单层原子层,理论上它的波动不超过一个原子直径。

在物理上,密度越大的物质,其表面越光滑,因为它的分子和原子越紧密,它所形成的平面的波动性越小,那么这种物质也就越光滑!

当提到密度很大的物质时,我们会想到白矮星和中子星,它们每立方厘米有公斤至2吨重,而中子星物质则有万至20亿吨重。

白矮星(内核是碳球)

白矮星是在它自己的强大压力下产生的。原子核周围的电子不能正常存在,于是在白矮星物质之间流动的自由电子变成了白矮星物质,因此白矮星是一个巨大的等离子体。而且中子星本身也因自身压力较大,电子甚至不能自由流动,因为它被压在质子中,形成中子,整个中子星就是由无数个中子形成的。

相对来说,中子星的表面要平滑一些,因为中子星物质的密度突破了原子的界限,进入了原子核的层次。

比如说,如果把地球比作一个氢原子,外围的电子大约和篮球一样大,内部的质子也和大楼一样大,外围的电子在大楼的公里外运行,就像一个像地球一样大的氢原子球。当物体表面仅有原子层的起伏时,它与氢原子球的差别也是最小的。

但在中子星上,这种水平差异被打破,它的尺度已缩小到原子核的质子和中子差异,因为引力是各向同性的,所以理论上,中子星表面的起伏只有一个中子的差异,这就相当于将地球大原子中的一个小球大小的电子压入内部建筑大小的质子内部,而表面的起伏也是地球大小的。

但事实上,中子星表面起伏比中子高得多,因为像中子星的星震这样的内部活动,同纬度上最大的起伏可能有几厘米。

但宇宙中实际上还有另一种比中子星表面更平滑的星体,那就是夸克星,夸克星比中子星本身压力更大,因此密度也比中子星大,它把所有中子都压成一个中子,因此它也是宇宙中单个最大的中子球,一般认为它比中子星稍小,直径不到8公里,但它也比太阳大,通常比太阳大3倍以上。

这类星体表面的光滑度已经小于中子的直径,我们也可以说它是宇宙中最光滑的物质,但我们却不能触摸它,因为夸克星巨大的引力使得任何接近它的物质都成为它的一部分,因此无论人类还是宇宙飞船,如果它们到达夸克星表面,都将成为这巨大中子球的一部分。

黑洞核心的物质密度理论上会更高,但我们不知道黑洞内部究竟是什么情况,是否存在实体表面,因此无法定义黑洞的情况。

许多读过刘慈欣《三体》小说的朋友都知道,在小说中,三体文明与人类文明开战的时候,曾有一颗被称为“水滴”的物体向地球发射,它的表面极为光滑,科学家使用仪器观察时,将其表面放大许多倍,却看不到到底是什么物质组成了它的表面。

许多读者认为,就是一种类似中子星的高度致密物质,或者可以称之为强相互作用力的物质,但水滴的质量并不大,书中称它和一辆卡车差不多,这表明它的外壳的强相互作用力物质很薄,如果假设它是中子星物质,那么它的表面就更光滑。

根据现有的物理学理论,这种物质不可能在中子星以外以很小的份量存在,否则它就会因贝塔衰变而爆炸。

当然,《三体》中的水滴是科幻小说想象的物体,可以假定三体文明的技术能够控制中子的贝塔衰变,而不能具体地给出构成物质的概念!

书里有太多和物理现象有关的理论,虽说是科幻,但不妨碍他的一些合理推想。在书里也有太多关于人性的思考,都在用小说每个人都能看懂的形式生动的道来。

如果你对于科幻世界的构想非常有兴趣,希望扩大自己的世界观,哲学观,希望了解更多关于人类,对于未来的思考,《三体》我强烈的推荐。

《三体》一共有三部,《地球往事》、《黑暗森林》、《死神永生》,笔者最爱第二部与第三部,初读时简直兴奋到停不下来。即使晚上睡觉时,满脑子也都是宏伟飘渺的宇宙,新奇的科幻概念,巧妙的故事构思。

日本文化界世界顶级游戏制作人,读完《三体》后,不吝言词的称赞它为“超级不可能”小说:

在普遍性、娱乐性、文学性这‘三体’重力绝妙平衡的拉格朗日点上诞生的、奇迹性的‘超级不可能科幻小说’!

凭借《三体》,刘慈欣获得了第73届世界科幻大会颁发的雨果奖最佳长篇小说奖,为亚洲首次获奖。

奥巴马还因为要看续集而崔更,想想一个曾经的总统,如此淡定的人都抵不住的魅力,又有多少书籍能做到如此?

我在刚接触《三体》时,立刻就被书中紧凑的剧情和作者超乎常人的想象力所吸引,书中所出现的“黑暗森林法则”、“降维打击”等内容,彻底颠覆了我对宇宙和这个世界的认知。

《三体》刘慈欣在世界范围内引起轰动成为首个亚洲作家获得雨果奖的作品。此外,到年4月,它已被列入教育部基础教育教材开发中心(年版)中小学生阅读指南目录中的指定中段文学阅读书目。

怕看不懂?完全不用担心“科幻小说”能成为指指定中段文学阅读书目,绝对可以看懂。

给自己,送孩子亲朋礼物时,强烈建议送这套科幻盛宴,知识不贵,一顿饭钱而已,还等什么马上点击购买带回家。



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