當前位置: 華文世界 > 科學

4個已被科學家證明,但是人類始終難以接受的理論,一起來了解

2024-08-19科學

科學探索老是一次又一次地改變人們的看法,當下有 4 個理論得到了證實,也許能揭開宇宙的秘密,讓人類文明邁向新台階,可這對人類而言挺難接受的。

【可怕的穿隧效應】

在量子力學的微觀領域裏說,這世上所有的東西都是微觀粒子構成的,人也不例外。

好嘞,咱這麽說哈:有了這麽個理論打底,那穿隧效應就能被理解成啥呢?就是當微觀粒子的總能量比勢壘高度低的時候,這粒子照樣能穿過那個勢壘高度。

咱可以把粒子簡單地當成一個上發條的車,那勢壘高度呢,就好比小山坡,只有這車動力夠強,才能爬得上去。

在量子力學裏,發條車動能不足時,不光能爬過小山坡,居然還能從中間穿過去,這可太奇怪啦!

那感覺就跟會穿墻似的,挺神奇,不過呢,也就只有一小部份粒子能做到。

科學家覺得這是量子世界不確定鬧的,在粒子處於微觀世界那旮旯,能量和時間就變成共軛量了。

啥叫共軛量呢,就是一組「互相依存」的量,你要是測了其中一組,那另一組就沒法讓人看清楚了。

就是說,在特短的時間裏,人類觀察時間這事兒,讓能量變得不確定了,有一部份粒子就趁著這個空當,翻過了勢壘高度。

1960 年,加埃沃想證實穿隧效應是不是真的存在,就給兩塊金屬電池分別加壓,中間那起絕緣作用的結構叫隧道。

後來啊,加埃沃把隧道換成超導體了,給它加電壓的時候,就算溫度更低,電子也照樣能穿過超導體,這樣就能弄出好多電流來。

這一理論得到證實後,把經典理論裏勢壘高度和能量的關系給徹底推翻了,科學家們一下子都沒法接受。

【神奇的量子疊加態】

說起量子疊加態理論,估計大家都曉得薛定諤的貓實驗,這實驗就是對那理論的認知概念闡釋。

薛定諤把一只貓擱進了密封的箱子裏,這箱子裏還裝著一根毒氣管,這毒氣管有一半的可能性會往外噴毒氣。

過了一陣子,大家都不曉得那裏面的貓啥情況,得把盒子開啟,才能知道是個啥結果。

在量子世界裏,這種狀態能疊加,那就是說,貓既活著又死了。

為啥呢?在量子世界裏,要是沒人去幹擾,那粒子的狀態就不確定啦,這就是挺有名的量子疊加態。

這理論雖說挺「高大上」,但科學家講了,能用到資訊保密的事兒上。

因為疊加態不確定,所以資訊保安在保存上比傳統金鑰更安全。

量子疊加狀態裏有微觀的量子纏結狀態呢,處於纏結狀態的兩個量子,不管距離有多遠,都能跟著另一個量子的變化而變化。

在【三體】裏,那三體人能在四光年之外,借由質子隨時曉得人類的各種舉動,這是因為他們運用了量子纏結的道理。

在愛因斯坦的相對論裏,資訊不能超光速跑。

打個比方說,要是一個人在地球,另一個人在三體星球,那從三體星球這人給地球這人傳個信兒,起碼得等四年後地球這邊才能收到。

咱在地球上看到的超新星爆炸,說不定幾十萬年前就已經炸了呢,就是這麽個理兒。

很明顯,量子纏結跟超光速那可是個大矛盾,不過這可不代表愛因斯坦的相對論不對啦。

科學家說了,愛因斯坦的相對論在宏觀世界管用,那量子纏結呢,只在微觀世界好使。

那後者到底是啥原理呢,科學家都摸不著頭腦。這事兒當時可把科學家給難住了,困擾了他們好長一陣子呢,到現在才慢慢被認可了。

【宇宙的起源說】

在宇宙大爆炸理論冒出來以前,說起宇宙咋來的,大家說法可多了。有人覺得宇宙是蟲洞往外噴東西之後形成的,還有人講是宇宙泡沫湊一塊兒變成的。

宇宙大爆炸理論一出來,那些關於宇宙起源的各種猜想就都結束啦。

這理論說啊,宇宙還沒誕生那會兒,有個奇異點,那溫度高得沒邊兒,壓力大得嚇人,質素多得沒數。

有那麽個時候,奇異點猛地爆開了,還不停地往周圍擴大,裏面的物質也朝各個方向噴出去。

在漫長的演變行程裏,這些物質產生了一連串反應,有一部份物質湊到一塊兒,變成了星球。

恒星就是以氫元素為主的一些元素分子湊在一塊兒形成的,在又高又熱又有很大壓力的條件下,出現了核聚變反應。

這理論老早在上世紀20年代就給提出來了,後來呢,人們接連發現了宇宙紅移現象、宇宙微波背景輻射,這才慢慢把這個理論給證實嘍。

宇宙微波背景輻射可是證明宇宙大爆炸的重要憑據,科學家對它的頻譜進行觀測,進而勾勒出了黑體輻射,這就成了宇宙爆炸的證明啦。

2010 年,天文學家對宇宙微波背景輻射有了更清晰影像的進一步觀測,這一理論也被更多人看重了。

既然宇宙是從一個奇異點爆發出來的,那科學家就琢磨,過了好多好多年後,宇宙可能又會變回一個奇異點。

這就是挺有名的宇宙坍塌理論,不過這個理論沒得到證實呢,有關的說法還得再琢磨琢磨。

【無法超光速】

在愛因斯坦的相對論裏,但凡有質素、帶資訊的物體,都沒法超光速跑,就算是微觀世界的量子,那也不能超過光速。

不管人類技術咋先進,那被加速的質子頂了天也就只能達到光速的 99%。

好比反比例函數,那曲線往對稱軸靠過去,可始終就是挨不著邊兒。

這理論一出來,人類都傻了眼,你想啊,銀河系的直徑可有十萬光年呢,就算坐光速飛船,那也得十萬年才能把銀河系橫著穿過去。

可觀測宇宙的半徑大概是456億光年呢,這就意味著,就算人類整出了光速飛船,那也沒法在宇宙裏到處溜達。

人類沒準兒會一直被困在銀河系裏,搞不好連太陽系都出不去呢。

有人琢磨,宇宙老大了,咱現在瞅不見別的星球上的文明,沒準是它們都被困在恒星系統裏頭了呢。

特別讓人覺著沒希望的是,人類大概沒辦法搞清楚宇宙是咋回事。

在科學界主流看法裏,宇宙的邊界是超光速膨脹的,依著愛因斯坦相對論來說,那宇宙邊界不存在質素和資訊。

那邊界到底是啥呢?恐怕人類永遠都搞不明白,咱又不能超光速,也瞅不見宇宙的邊兒。

咱可別這麽悲觀,「只要腦子不迷糊,解決辦法有的是」,當下雖說沒啥對策,可不意味著以後也沒有啊。

有科學家就整出個蟲洞理論,說就算達不到超光速,在宇宙裏也能隨便溜達。

反正,人類在科學方面的發展潛力那可是沒邊兒的,就連人的大腦都還沒被完全開發呢,只要咱加把勁兒,將來肯定能變成高級文明。

資料用作參考的

蘇曉琴寫的【宏觀量子疊加態(薛定諤貓態)特性】,在【CNKI】上能看到

[2]、黃誌洵的【導波量子隧道效應與超光速微波的研究】,見【CNKI】

[3]、趙樹森的【時間,空間,星系與人類 關於宇宙大爆炸的故事】,登在【VIP】上