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研究發現,一張紙對折103次後,就會變得比宇宙還大

2024-10-24科學

2011年,美國一所中學的師生合力,把一張4公裏的衛生紙對折了13次,創造了紙張對折的世界記錄,但普通紙張最多只能對折6到8次。

一張A4紙的厚度是0.104毫米,按照每次厚度翻倍的演算法,14次對折後這張紙就會高達1.64米,繼續下去就會觸發指數爆炸效應,對折23次後,高度會達到838.36米,超越哈里發塔成為世界上最高的人造物。

對折27次後,高度到達1.3萬米,超過8848.86米的珠穆朗瑪峰,28次就是2.6萬米,已經進入太空的範圍了,對折36次後高度達到6871千米,這時候這張紙已經相當於地球的一半了,對折42次的時候長度將達到44萬公裏,已經能充當地球和月球之間的橋梁了,同時也正式進入了光速也無法瞬間到達的水平。

這張紙此時已經超過地月系,開始在太陽系內膨脹了,但太陽系也留不住它多久,49次對折後它將連結地球和5500萬公裏的火星,51次對折後它將連結1.5億公裏外的太陽,56次對折後它已經甩開了59億公裏外的冥王星,長度達到了72億公裏,58次對折後它就會趕上旅行者一號,第68次對折後,這張紙正式突破太陽系進入星際空間。

此時它的長度達到了2光年,此後每次折疊都是光年級別的增長,69次折疊將連結太陽系和4.22光年外的比鄰星,81次折疊後它會到達銀河系中心黑洞,84次折疊後貫穿直徑20萬光年的銀河系,對折90次後長度會達到1300萬光年,超過本星系群的1000萬光年。

接下來是2600萬光年,5200萬光年,1.04億光年,2.08億光年,在可觀測宇宙直徑930億光年的情況下,一張厚度0.104毫米的A4紙,只需要103次折疊,長度就能達到1071億光年,捅破整個可觀測宇宙。

不過好訊息是,真實的宇宙很可能是超光速無限膨脹的,它生成新時空的速度也許比紙張對折的速度更快,或者說宇宙屬於有界無邊狀態,這張紙在對折到一定程度後,會因為時空彎曲測地線而回到原點,成為一個巨大的圓環。

不論如何,以上這些數碼提醒了我們,指數增長是宇宙中最可怕的東西,它可以讓一張紙在短時間內填滿宇宙,而人類文明的發展某種意義上來看也是指數增長,過去一年的能源消耗量,就能超過科技時代之前的數千年。

未來隨著太空時代的到來,人類文明掌握可控核聚變技術成為一級文明後,對能源消耗的指數級增長,也將讓人類文明到達一個新的高度,至於二級文明所需的戴森球技術,由於需要拆解一個木星的質素才能建成,所以天文學家認為太陽系並不適合建造戴森球。

戴森球的真正的適用範圍,應該是那些只有一顆或者兩顆行星的恒星系,因為那裏的重力結構比較簡單,而太陽系如果有一個木星質素的結構動來動去,太陽系就會陷入混亂當中。