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4个已被科学家证明,但是人类始终难以接受的理论,一起来了解

2024-08-19科学

科学探索老是一次又一次地改变人们的看法,当下有 4 个理论得到了证实,也许能揭开宇宙的秘密,让人类文明迈向新台阶,可这对人类而言挺难接受的。

【可怕的隧穿效应】

在量子力学的微观领域里说,这世上所有的东西都是微观粒子构成的,人也不例外。

好嘞,咱这么说哈:有了这么个理论打底,那隧穿效应就能被理解成啥呢?就是当微观粒子的总能量比势垒高度低的时候,这粒子照样能穿过那个势垒高度。

咱可以把粒子简单地当成一个上发条的车,那势垒高度呢,就好比小山坡,只有这车动力够强,才能爬得上去。

在量子力学里,发条车动能不足时,不光能爬过小山坡,居然还能从中间穿过去,这可太奇怪啦!

那感觉就跟会穿墙似的,挺神奇,不过呢,也就只有一小部分粒子能做到。

科学家觉得这是量子世界不确定闹的,在粒子处于微观世界那旮旯,能量和时间就变成共轭量了。

啥叫共轭量呢,就是一组「互相依存」的量,你要是测了其中一组,那另一组就没法让人看清楚了。

就是说,在特短的时间里,人类观察时间这事儿,让能量变得不确定了,有一部分粒子就趁着这个空当,翻过了势垒高度。

1960 年,加埃沃想证实隧穿效应是不是真的存在,就给两块金属电池分别加压,中间那起绝缘作用的结构叫隧道。

后来啊,加埃沃把隧道换成超导体了,给它加电压的时候,就算温度更低,电子也照样能穿过超导体,这样就能弄出好多电流来。

这一理论得到证实后,把经典理论里势垒高度和能量的关系给彻底推翻了,科学家们一下子都没法接受。

【神奇的量子叠加态】

说起量子叠加态理论,估计大家都晓得薛定谔的猫实验,这实验就是对那理论的认知概念阐释。

薛定谔把一只猫搁进了密封的箱子里,这箱子里还装着一根毒气管,这毒气管有一半的可能性会往外喷毒气。

过了一阵子,大家都不晓得那里面的猫啥情况,得把盒子打开,才能知道是个啥结果。

在量子世界里,这种状态能叠加,那就是说,猫既活着又死了。

为啥呢?在量子世界里,要是没人去干扰,那粒子的状态就不确定啦,这就是挺有名的量子叠加态。

这理论虽说挺「高大上」,但科学家讲了,能用到信息保密的事儿上。

因为叠加态不确定,所以信息安全在保存上比传统密钥更安全。

量子叠加状态里有微观的量子纠缠状态呢,处于纠缠状态的两个量子,不管距离有多远,都能跟着另一个量子的变化而变化。

在【三体】里,那三体人能在四光年之外,借由质子随时晓得人类的各种举动,这是因为他们运用了量子纠缠的道理。

在爱因斯坦的相对论里,信息不能超光速跑。

打个比方说,要是一个人在地球,另一个人在三体星球,那从三体星球这人给地球这人传个信儿,起码得等四年后地球这边才能收到。

咱在地球上看到的超新星爆炸,说不定几十万年前就已经炸了呢,就是这么个理儿。

很明显,量子纠缠跟超光速那可是个大矛盾,不过这可不代表爱因斯坦的相对论不对啦。

科学家说了,爱因斯坦的相对论在宏观世界管用,那量子纠缠呢,只在微观世界好使。

那后者到底是啥原理呢,科学家都摸不着头脑。这事儿当时可把科学家给难住了,困扰了他们好长一阵子呢,到现在才慢慢被认可了。

【宇宙的起源说】

在宇宙大爆炸理论冒出来以前,说起宇宙咋来的,大家说法可多了。有人觉得宇宙是虫洞往外喷东西之后形成的,还有人讲是宇宙泡沫凑一块儿变成的。

宇宙大爆炸理论一出来,那些关于宇宙起源的各种猜想就都结束啦。

这理论说啊,宇宙还没诞生那会儿,有个奇点,那温度高得没边儿,压力大得吓人,质量多得没数。

有那么个时候,奇点猛地爆开了,还不停地往周围扩大,里面的物质也朝各个方向喷出去。

在漫长的演变进程里,这些物质产生了一连串反应,有一部分物质凑到一块儿,变成了星球。

恒星就是以氢元素为主的一些元素分子凑在一块儿形成的,在又高又热又有很大压力的条件下,出现了核聚变反应。

这理论老早在上世纪20年代就给提出来了,后来呢,人们接连发现了宇宙红移现象、宇宙微波背景辐射,这才慢慢把这个理论给证实喽。

宇宙微波背景辐射可是证明宇宙大爆炸的重要凭据,科学家对它的频谱进行观测,进而勾勒出了黑体辐射,这就成了宇宙爆炸的证明啦。

2010 年,天文学家对宇宙微波背景辐射有了更清晰图像的进一步观测,这一理论也被更多人看重了。

既然宇宙是从一个奇点爆发出来的,那科学家就琢磨,过了好多好多年后,宇宙可能又会变回一个奇点。

这就是挺有名的宇宙坍塌理论,不过这个理论没得到证实呢,有关的说法还得再琢磨琢磨。

【无法超光速】

在爱因斯坦的相对论里,但凡有质量、带信息的物体,都没法超光速跑,就算是微观世界的量子,那也不能超过光速。

不管人类技术咋先进,那被加速的质子顶了天也就只能达到光速的 99%。

好比反比例函数,那曲线往对称轴靠过去,可始终就是挨不着边儿。

这理论一出来,人类都傻了眼,你想啊,银河系的直径可有十万光年呢,就算坐光速飞船,那也得十万年才能把银河系横着穿过去。

可观测宇宙的半径大概是456亿光年呢,这就意味着,就算人类整出了光速飞船,那也没法在宇宙里到处溜达。

人类没准儿会一直被困在银河系里,搞不好连太阳系都出不去呢。

有人琢磨,宇宙老大了,咱现在瞅不见别的星球上的文明,没准是它们都被困在恒星系统里头了呢。

特别让人觉着没希望的是,人类大概没办法搞清楚宇宙是咋回事。

在科学界主流看法里,宇宙的边界是超光速膨胀的,依着爱因斯坦相对论来说,那宇宙边界不存在质量和信息。

那边界到底是啥呢?恐怕人类永远都搞不明白,咱又不能超光速,也瞅不见宇宙的边儿。

咱可别这么悲观,「只要脑子不迷糊,解决办法有的是」,当下虽说没啥对策,可不意味着以后也没有啊。

有科学家就整出个虫洞理论,说就算达不到超光速,在宇宙里也能随便溜达。

反正,人类在科学方面的发展潜力那可是没边儿的,就连人的大脑都还没被完全开发呢,只要咱加把劲儿,将来肯定能变成高级文明。

资料用作参考的

苏晓琴写的【宏观量子叠加态(薛定谔猫态)特性】,在【CNKI】上能看到

[2]、黄志洵的【波导量子隧道效应与超光速微波的研究】,见【CNKI】

[3]、赵树森的【时间,空间,星系与人类 关于宇宙大爆炸的故事】,登在【VIP】上