量子力学的核心和“黑洞”:其本质或通向宇宙至理!
从手机中的硅片,到屏幕上的LED;从最遥远的太空探测器的核心,到超市里用来结账的激光扫描器;从太阳为什么会发光,再到我们的眼睛能看到什么。这些日常生活中我们所熟悉的一切,以及太空中发生的许多现象,都可以用物理学中的量子力学来解释。
我们的地球是若何降生的?地球降生的时刻留下了任何的纪念品吗?有可以证实真实岁数的物体吗?有一个地方可以找到昔时太阳系形成时残留的遗迹,它们位于木星和火星的轨道间,那些就是发生地球的质料,在冰凉的空间中飘零,从未改变过。
约莫在100万年前,一颗大的小行星恰巧撞击了一颗较小的,将它推到了一个新的轨道,它的运动轨迹在约莫5万年前的一个夜晚终结,它从天空划过,打破了大峡谷的镇静,撞击形成一个大坑,在厥后这里被称为亚利桑那。
这颗铁质的小行星的碎片完整的保留了下来,若是我们知道这块铁的形成时间,我们就能知道太阳系的岁数,也包罗地球。但怎么才气知道呢? 可以随便挑块石头,这块石头中的某些原子可能具有放射性,它们自然地发生衰变,从而酿成其他元素。铀原子首先酿成钍原子,平均而言,要耗时十几亿年。钍很不稳固,不到一个月的时间就能酿成镨,
那里深藏着宇宙诞生的秘密,可看到大爆炸百万分之一秒后的情景
最初的宇宙是只有能量的混乱局面,那么它是如何变成物质宇宙的呢?要解开这个问题,就得问爱因斯坦以及他著名的方程式,那就是能量等于质量乘以光速平方。在爱因斯坦的理论出现前,大家都说物质是物质,能量是能量,两者泾渭分明。但是爱因斯坦说,这两者是同一样东西。
一分钟后,镨又酿成了其他元素,又经由10次的核转变来到衰变的最后一环,一个稳固的铅原子!铅不再发生转变。
人类在20世纪有个伟大的成就,在几十年里丈量每种放射性元素转酿成另一种元素所用的时间后,物理学家发现每个不稳固元素的原子衰变比率是恒定的。原子的原子核就像一座圣殿,无视震惊和环境的改变,但内里的原子钟走的不紧不慢,每一跳的时间都绝对尺度,无论日月星辰若何转变。 若是想要领会地球真实的岁数,没有比丈量铀原子更好的设施了,只要知道岩石中铀衰酿成铅的比率,就可以计算出岩石存在了多久。但有个问题,形成之初的那些岩石都已不复存在,或被压碎了,或被融化了,或者被重塑了。 有一个设施可以计算出铅的最初数目,天赐的礼物,那就是陨石!亚利桑那大坑的陨石很理想,陨石中铅的含量与地球形成时的完全一样。既然知道了铀衰变的牢固比率,就可以知道这块陨石的岁数,和地球的岁数一样。只要丈量陨石中的铅就行了!
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