這是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)??吹降膯栴},其實(shí)這種問題純屬一個(gè)扯淡問題,但如果仔細(xì)琢磨又會(huì)覺得很有趣,因?yàn)榭梢詮牟煌瑐?cè)邊普及一些基本知識(shí),如宇宙到底有多大,物質(zhì)到底有多小等等。
過去也回答過此類問題,既然大家對(duì)這類問題很感興趣,我就再從另外一個(gè)側(cè)面來說一下。
簡單地說,一張紙?jiān)僭趺磳?duì)折,它還是那張紙,還是那張紙的體積,不要說宇宙,就是一個(gè)小盒子也能裝下。
這種問題只是一個(gè)數(shù)字游戲,其實(shí)這里面有兩個(gè)bug,一個(gè)是任何紙都無法對(duì)折110次,甚至10次也無法對(duì)折;二是即便假設(shè)能夠?qū)φ郏黾拥囊彩情L度,體積還是不變。
宇宙是一個(gè)巨大空間,現(xiàn)在科學(xué)普遍的認(rèn)知是,可觀測宇宙半徑為465億光年。半徑是什么意思呢?就是大致這個(gè)宇宙是一個(gè)球形,這個(gè)體積我就不去算了,小學(xué)算術(shù)誰都能算出來。
但問題是,可觀測宇宙只是科學(xué)家們根據(jù)宇宙膨脹速率,星系離開我們的速度,人類未來能夠觀測到的宇宙極限,至于不可觀測宇宙到底有多大,現(xiàn)在沒有一個(gè)理論來估值,因此誰也不知道。
那么現(xiàn)在我們假定這張紙能夠折疊110次,來計(jì)算一下有多長。
我們先來假定這張紙是一張A4紙,長寬為297mm*210mm,厚度有多種,最薄的約1/8mm,這樣,這張紙的面積為623.7cm^2,體積為7.8cm^3。
其實(shí)過去有人說過,一張紙對(duì)折7下都是不可能的。這得看這張紙有多大,如果是一張A4紙是無法對(duì)折7下的,因?yàn)閷?duì)折7下就會(huì)有64層,這張紙的一層面積就只有9.7cm^2了,也就是邊長約3cm大小的一個(gè)小方塊,厚度卻不到1cm,因此是無法折起來的。
但這張紙如果有一個(gè)足球場這么大,能不能折7下呢,沒人試過,有興趣的可以試一下?,F(xiàn)在言歸正傳。
如果用一張A4紙對(duì)折110下會(huì)有多長呢?其實(shí)這是個(gè)再簡單不過的計(jì)算了,這個(gè)數(shù)值就是2^110層,層層都折疊得緊密沒有隙縫的話,每層厚度為1/8mm,那么這個(gè)長度就有約1.6*10^26km。
1.6*10^26km有多長?1光年的長度為9.46*10^12km,這樣,這張紙折疊起來的厚度就約17萬億光年??捎^測宇宙半徑為465億光年,這張紙對(duì)折110次的厚度是可觀測宇宙的368倍。
那么,宇宙放不下這張紙對(duì)折110次的長度嗎?
首先,這個(gè)長度如果是剛性不折的,可觀測宇宙還真是無法放下;但不可觀測宇宙目前無法知道有多大,能不能放下呢?我們也不知道。
其次,一張紙如果真的折了這么長,那肯定成為一根絲,這根絲有多細(xì)呢?我們可以計(jì)算一下。簡單計(jì)算:如果在厚度既定情況下,每對(duì)折一次面積就對(duì)半減小,一張A4紙的面積為623.7cm^2,那么對(duì)折了2^110次的面積就只有4.8*10-31cm^2。
如果這個(gè)這個(gè)面積轉(zhuǎn)化為一個(gè)圓面積,根據(jù)已知圓面積求半徑公式,即圓面積/π=半徑平方,可計(jì)算這張紙折疊2^100次后,就成為一根直徑約3.9*10^-16cm的細(xì)絲。這個(gè)細(xì)絲有多細(xì)呢?原子的直徑約為10^-8cm,原子核的直徑約為10^-13cm,夸克的直徑約為10^-16cm,也就是說這是一根比夸克略粗點(diǎn)的細(xì)絲。
也就是說要增加約250倍,會(huì)有一個(gè)原子核的直徑相當(dāng),增加2500萬倍,會(huì)有一個(gè)原子那么粗。
這樣的細(xì)絲宇宙會(huì)放不下嗎?這就要看怎么說了,是一個(gè)公說公有理婆說婆有理的游戲,你說呢?歡迎討論,感謝閱讀。
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