一张纸折103次,宇宙装不出来? 其原理如何?
现在知道宇宙直径是920亿光年,一张纸该怎么走那么远呢? 科学家们正在研究如何把纸做成更小一点的东西,使之能够像现在这样被折叠起来。如果能实现这种目标的话,我们的生活将会变得更加美好!1.什么叫纸张? 这就是指数增长原理,把纸张对折到103倍宇宙都无法放下,你也许认为这是说笑话,其实一张正常的A4纸最多可折8倍,但是仅靠人力是很难完成的,大多数人仅能折6倍,仅有几个大力士能折7倍,如果用机器来折9倍,那就把纸张结构给毁了。 为什么在一张纸对折103次后,宇宙无法放下?
2011.12.5马萨诸塞州圣马科学校师生备好长约16459米长的纸张,用251米长的走廊成功地对该纸张进行了13次对折,该折页数也破纪录,但对折13次后其总层数却高达8192个,已显得非常厚重,不能继续对折。 于是他们决定将纸折叠成一个正方形,然后用剪刀把这个方形剪开并重新对折起来,这样可以使之重又恢复到原来的高度。但是如果不进行第二次对折的话。 如果有一张比较大的纸张,经过较多次对折后,随着总层数的不断增加一倍,它就会越来越厚。 一张A4纸厚度约为0.104 mm,为了便于计算,把它四舍五入设置为0.1 mm,假设我们把这张纸对折时不留缝隙,也不给它造成损失,那么再把纸对折时总层数是2层,厚度是0.2 mm,看下一步是什么?
刚开始纸张厚度增长不大,对折14次后纸张厚度超过一米,直到对折20次后纸张厚度突破百米,对折27次后纸张厚度达13421.8米,已高于珠穆朗玛峰,对折39次时纸张厚度达5.5万千米,地球赤道只有约4万千米,之后我们又对折3次时纸张厚度比地月还大,此时纸张厚度约44万千米,到达51次时纸张厚度约2.25亿千米,几乎相当于火星与太阳之间的5倍,地球赤道与冥王星之间的5倍。 经过66次对折后,纸张厚度已是0.78光年了,再次对折时,它超出了太阳系半径,一般认为太阳系半径大约是1光年。 接下来我们又对纸进行一次折痕处理,然后把它变成一张张不同颜色的图片。这样,我们就可以看到一张张像人一样的纸,而且每一层都非常漂亮!这是真的吗? 接着就是当我们打开眼界时,对折71下,纸张厚度大约是24.96光年,等于我们与织女星之间的距离,对折84下,超过银河系直径。 越往后将会发生什么?
第八十八次后,此时比银河系与仙女座星系相距数十亿光万年还远,向上折叠5次,纸张厚度超过1亿光年。 可见,人类对宇宙的探索远没有达到极限!不过,如果人类能够提前预测未来的情况,那将会使人类的智慧得到极大提高。那么,什么才是可观测宇宙呢? 可观测到的宇宙现在是半径460亿光年的球状范围,就算科技水平很高,可观测到的宇宙空间最多只能在此范围之内,由于光速不变,超过此范围的光到地球之前宇宙会比光速更快的膨胀,所以某个范围之外的光到地球是永远不可能了,这意味着已经观测到的宇宙太空范围总是小于可观测到的,自从宇宙爆炸之后,宇宙空间如同气球一样,不断的膨胀着,但是宇宙并非静止不变的系统,所以我们不知道已经观测到了多少,但是我们可以肯定已经观测到多少了。
如果一张纸真可以折103倍的话,这时候可观测宇宙是装不进去的,因为102倍时一张纸有534亿光年厚,103倍时它有930多亿光年厚,这张纸厚得远远超过人类可观测到的极限,所以很多人都说103倍时一张纸折起来宇宙是放不下来的! 但这张报纸也只在我们想象中出现过,而且我们不可能发现那么大。 那么,我们究竟有多少张这样大的纸呢?如果你能知道它的具体数值的话,那就大功告成啦。不过,你一定会问:这些纸到底有多大啊? 您对此有何看法?