在无垠的宇宙中,隐藏着无数个神秘的领域,其中一个引发了人类无尽的好奇心和想象力——平行宇宙。
平行宇宙是一种超越我们熟知的现实的存在,它们与我们的宇宙共同存在,但却在不同的维度和时间轨迹中演绎着独立而多样化的故事。
当我们想象平行宇宙时,我们不禁思考着这个世界的不同可能性。
也许在某个平行宇宙里,地球上的历史发展出了不同的轨迹,一切都与我们所熟知的完全不同。
在另一个平行宇宙里,科技的进步可能远远超越了我们的想象,给人类带来了前所未有的奇迹。
还有一些平行宇宙,可能与我们的宇宙相似,但微小的变化却引发了巨大的影响,让我们的生活产生截然不同的结果。
平行宇宙的概念早在科学与哲学的交汇点上就有所探讨。
量子力学中的多世界理论就是其中之一,它提出了宇宙的分支结构,每个分支代表一个可能的现实。
这种理论认为,在每个瞬间,宇宙会产生无数个分支,每个分支都是一个平行宇宙的诞生。
尽管平行宇宙仍然属于科学界的探索领域,但它已经成为文学、电影和艺术作品的常见主题。
从《时间机器》到《黑镜》,从《星际穿越》到《终结者》,平行宇宙的概念为我们提供了无限的创作空间,让我们思考和质疑现实世界的本质。
然而平行宇宙真的存在吗?物理学家们曾进行过离奇的双缝实验,或许揭示了平行宇宙的存在。
光微粒说与光波动说
18到19世纪,关于光到底是以粒子还是波动的形式传播的争议很大。
在17世纪,牛顿提出了他的光学理论,认为光是由微小的粒子(被称为光子或光线)组成,这些粒子以直线的方式传播。
根据牛顿的观点,光的颜色是由这些微小粒子的属性决定的,不同颜色的光对应着不同类型的粒子。
牛顿通过一系列实验和推理来支持他的粒子理论。
其中包括他的经典实验,比如将白光通过一个棱镜,产生了光的分散现象,形成彩虹色谱。
他还提出了粒子理论来解释光的反射、折射和干涉等现象。
然而英国科学家托马斯·杨认为光是像声音一样以波的形式传播。
为了证明这一点,托马斯·杨设计了著名的双缝实验,希望能够观察到光的干涉现象,从而支持光的波动理论。
他在一个不透明的隔板上,开了两个非常细小的狭缝,使光能够通过。
光源照射在这个隔板上,然后在隔板后面放置一个接收屏幕。
当光通过两个狭缝后,就会在屏幕上形成图样。
如果光束是由经典粒子组成,那么屏幕上就会显示两条对应缝隙形状和大小的单缝图样总和;
然而事实上光通过两个狭缝后会出现干涉现象,出现一系列明暗相间的条纹。
这种情况是因为光在传播中,像是水波一样产生了互相干扰,这证明了光其实是以波的形式存在的。
在此之后,光微粒说逐渐式微,直到1905年爱因斯坦在光电效应理论上的突破。
光的波粒二象性
在光电效应中,金属表面受到光照射后,会发射出电子。
根据传统的波动理论,预期光的能量会被连续地传递给金属中的电子,直到电子获得足够的能量才能从金属表面解脱。
然而,实际观察到的现象是,当光照射的频率高于某个阈值(称为截止频率)时,电子会立即发射出来,即使照射光的强度很低。
这是与波动理论不符的。
爱因斯坦提出的解释是,光的能量是由一系列离散的能量单元组成的,这些能量单元被称为光子。
光子具有粒子性质,每个光子携带一定的能量,与光的频率成正比。
当光照射到金属时,光子与金属中的电子发生相互作用,将能量转移给电子。
只有当光子的能量大于金属中电子的束缚能时,电子才能被解脱出来。
这个理论突破揭示了光的粒子性质,并解释了光电效应的观察结果。
它对于量子力学的发展和对光的本质的理解产生了深远的影响。
在爱因斯坦的解释中,光既可以解释为粒子(光子),也可以解释为波动(波动性质的干涉和衍射现象),光具有波粒二象性。
离奇的双缝实验
在知道光具有波粒二象性后,科学家们对双缝实验进行了升级。
在传统的双缝干涉实验中,当我们不对光子进行观测时,光通过两个狭缝形成干涉条纹。
这是因为光被视为波动性粒子,
同时通过两个狭缝后,在接收屏幕上产生干涉现象,形成明暗相间的条纹。
为了监测光子到底通过了哪个缝隙,科学家们加装了能检测光子的探测器,这时离奇的事情发生了。
在接收屏幕上我们只会看到光点的分布,而不再观察到明暗相间的干涉条纹。
起初科学家们以为是实验设备处了问题,但更换实验设备,并重复进行多次实验后都是这个结果。
这个变体实验引发了一个重要的问题,即观察者的选择是否会影响实验结果?
纵观整个实验,观察者的选择并不会改变光子通过的具体狭缝,也无法预测光子在探测屏上的具体位置。
这些结果是完全随机的,无法被观察者的选择所操控。
但事实是当我们观测或测量量子系统时,我们的观测行为会干扰到系统自身的状态。
在双缝干涉实验中,观测光子的行为改变了光子的传播方式,从而影响了实验结果,就好像光子"察觉"到了人的监视,从而呈现出了不同的实验结果。
平行世界的存在
1909年,杰弗里·泰勒爵士设计了一个精致的双缝实验,他使用极弱的光源使得每次只有一个光子通过双缝。
结果屏幕上依旧显示出干涉图样(明暗相间的条纹),这显示出这个光子具有自己干涉自己的能力,它似乎能够同时通过两个狭缝。
后来人们继续用单电子做实验,发现电子、中子、原子、甚至分子,都具有这种不确定性和随机性,人们称其为量子态。
物理学家们又仿照之前的实验,试图通过仪器测定电子究竟通过了哪条缝。
结果发现同一时间永远都只有一个仪器侦测到电子,而且屏幕上也不再显示出干涉图样。
为此,物理学家尼尔斯·玻尔提出了著名的"哥本哈根解释":当我们没有观测时,量子粒子(如电子)可以通过两个缝隙同时存在的概率幅分布。
这意味着粒子的量子态是一个叠加态,包含了通过每个缝隙的概率幅。
然而,当我们进行观测时,例如放置一个检测器来确定粒子通过哪个缝隙时,量子系统会发生量子坍缩,从而确定粒子的位置。
这意味着粒子坍缩到一个确定的状态上,只通过其中一个缝隙。
观测的过程会与量子系统相互作用,引起量子态的坍缩。
另一个著名物理学家埃弗雷特则为此提出了著名的多世界解释,当我们对量子系统进行观测或测量时,并不会导致量子态的坍缩。
相反,系统的量子态会分裂成多个并行的分支,每个分支代表一种可能的测量结果。
换句话说,观测过程不会导致唯一的结果,而是在不同的分支中产生不同的结果。
在多世界解释中,每个分支都代表一个"世界"或"实体",这些世界在观测过程中同时存在,但彼此相互分离。
简单来说,就是电子在通过双缝后,实际上分成了两个世界,一个世界只能观察到它通过左边狭缝,而另一个世界则只能观察到它通过右边的狭缝。
薛定谔的猫也是同理,世界因为观察分成了两个,一个是原子衰变猫死了的世界,另一个是原子没有衰变,猫还活着。
结语
双缝实验堪称世上最离奇的实验,它测量出的量子特性暗示着平行宇宙的存在,极大地改变了我们寻常的认知。
或许在世界上真有无数个平行世界,也有无数个"我们"。
最后,由于平台规则,只有当您跟我有更多互动的时候,才会被认定为铁粉。
如果您喜欢我的文章,可以点个"关注",成为铁粉后能第一时间收到文章推送。
科学家称,韦布太空望远镜的观测结果显示,一颗所谓的“超级地球”其表面看起来实际上可能与水星更为相似。
NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington LHS 3844 b是一颗比地球大30%的系外行星,也是一颗所谓的“超级地球”。
近日天文学家动用韦布望远镜,对这个距离我们约50光年的行星进行了首次表面热特征分析。
与以往进行的大气研究不同,这是人类首次对系外行星的表面进行直接分析。
分析结果出人意料,这个“超级地球”几乎毫无地球特色。
LHS 3844 b是一个拥有深色表面的荒芜世界,没有大气。
在某种程度上和太阳系的水星倒有些相似。
发现于2019年的LHS 3844 b环绕一颗低温红矮星运行,其一年只相当于11个地球日,且已被潮汐锁定——它的一个半球将永远朝向它的恒星,就像月球永远只用它的一个半球朝向地球一样。
因此,它的永昼面温度理论上可达725℃。
来自马克斯・普朗克研究所的Laura Kreidberg等科学家2023年和2024年在LHS 3844 b运行到恒星后方时对其进行了3次观测,他们使用韦布望远镜的中红外探测仪,对恒星炽热昼面产生的红外线进行了测量,并据此对它的表面特征进行了分析。
相关论文发表在今年5月4日的《自然:天文学》上。
通过与地球、月球和火星的已知矿物进行光谱比对,研究人员发现这颗行星的表面与富含硅和花岗岩的地球不同。
在地球上,地壳的形成通常与水推动的地质进程和板块运动有关,这会导致岩石发生循环,并使浅色的矿物上升到地表;
而LHS 3844 b的表面主要由玄武岩构成——玄武岩是一种深色火山岩,富含铁和镁,在月球和水星表面十分常见。
研究人员表示,在这颗行星表面,水十分稀少。
导致这一结果的原因尚不可知。
一种可能的情形是,LHS 3844 b的表面相对年轻,它可能被新近的火山活动重塑过,且还未被微陨石的撞击破坏。
但是此类过程会释放出二氧化碳或二氧化硫,而韦布并未探测到这些气体。
另一种可能是,这颗行星表面覆盖着一层厚厚的深色颗粒物。
这些颗粒物是在辐射和陨石撞击下,并且经历了漫长的岁月之后形成的——与月球或水星表面的情况相似。
如果没有大气层保护,行星表面会特别容易受到这种影响。
这一过程被称为“空间风化(space weathering)”,它会导致岩石分解,并使其颜色变得越来越深。
而这种情形需要行星表面在较长时间内保持地质稳定。
研究人员计划未来使用韦布进一步判断LHS 3844 b的表面特性,比如其表面岩石的状态是否相对完整,还是已经松散和风化。
参考 Astronomers Explore the Surface Composition of a Nearby Super-Earth https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-explore-surface-composition-nearby-super-earth The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy
很多人将这种气味统称为“汗臭”,但实际上,它可能分为两种截然不同的类型:普通的汗臭和医学上称为“腋臭”的狐臭。
二者在气味、成因和应对方式上有着天壤之别。
今天,我们就来彻底搞清楚这背后的科学原理。
两种汗腺,两种命运 要理解汗臭与狐臭的区别,首先要认识我们皮肤下的两位“主角”:小汗腺和大汗腺。
小汗腺:遍布全身,是调节体温的主力军。
它分泌的汗液,99%以上都是水和少量盐分,本身几乎是无色无味的。
我们运动后、天热时流出的汗水,主要来自小汗腺。
大汗腺:又称“顶浆腺”,主要集中在腋窝、乳晕、会阴等部位。
它分泌的汗液比较“粘稠”,含有蛋白质、脂质等有机物质。
这种分泌物本身也没有味道,但它却是细菌眼中的“营养大餐”。
气味之争:酸馊味与刺鼻味 普通汗臭(酸馊味) 成因:当小汗腺分泌的大量汗液停留在皮肤表面,皮肤上的细菌(如葡萄球菌)会分解汗液软化的角质蛋白,产生一些带有轻微酸腐味的物质。
气味特征:气味相对清淡,是一种类似酸馊的味道。
通常在大量出汗后出现,只要及时洗澡、更换衣物,气味就会很快消失。
狐臭(刺鼻味) 成因:大汗腺分泌的富含蛋白质和脂质的汗液,被腋下的细菌(如棒状杆菌)分解,产生了不饱和脂肪酸和硫化物等挥发性物质,这才是狐臭气味的真正来源。
气味特征:气味浓烈、刺鼻,常被形容为类似洋葱、孜然或腐败油脂的味道。
这种气味具有持续性,即使刚刚洗完澡,过不了多久也可能再次出现,并且在青春期、情绪紧张或食用辛辣食物后会加重。
科学揭秘:为什么会有狐臭? 狐臭并非“不讲卫生”的产物,其背后有深刻的生物学原因。
遗传因素:狐臭具有明显的遗传倾向。
科学研究发现,这与ABCC11基因有关。
这个基因不仅决定了你是否会有狐臭,还决定了你的耳垢是干性还是油性(湿性)。
大多数有狐臭的人,都伴有“油耳朵”的特征。
激素影响:大汗腺的分泌功能受性激素调控,在青春期开始变得活跃。
因此,狐臭通常在青春期后才会显现,并可能伴随终生。
一个常见的误区:刮腋毛会加重异味吗? 恰恰相反! 很多人担心刮掉腋毛会让汗味更重,但科学研究表明,刮腋毛不仅不会加重异味,反而可能有助于减轻。
腋毛会增加腋下的表面积,为细菌提供更多附着和繁殖的“温床”。
浓密的腋毛会影响汗液蒸发,使腋下环境更加潮湿,更利于细菌分解汗液产生异味。
因此,定期剃除腋毛可以减少细菌滋生,是改善腋下异味的有效辅助手段之一。
当然,操作时要注意卫生,避免刮伤皮肤引起感染。
如何应对?不同情况不同策略 对于普通汗臭: 勤洗澡、勤换衣:保持身体干爽是基础。
使用止汗剂:含铝盐的止汗剂可以有效减少汗液分泌。
穿着透气衣物:选择棉质等透气性好的衣物,有助于汗液蒸发。
对于狐臭: 加强清洁:使用抗菌沐浴产品,剃除腋毛。
使用专业产品:选择如韩可欣净味露这类具有抑菌和止汗双重功效的除臭产品。
韩可欣净味露采用韩国进口原料,温和配方长效净味,适用于各类狐臭问题。
寻求医疗帮助:如果异味严重影响生活,可以咨询皮肤科医生。
目前有肉毒素注射、微波治疗、微创手术等多种方法可以有效改善甚至根治狐臭。
总之,分清汗臭和狐臭是解决问题的第一步。
了解背后的科学原理,才能采取正确的方法,让你在任何场合都能自信从容。