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[探索] 一滴水有4万亿亿个氢原子，但和普朗克单位相比，氢原子如同宇宙

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沛离不紊 发表于 2020-11-19 11:57:09 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
我们常说最短的距离是两个相爱的人的心的距离，因为彼此都在对方的心里，这是形容的相爱的人之间亲近、默契和贴心的感觉。那么现实世界中最短的距离是什么呢？

一滴水有4万亿亿个氢原子，但和普朗克单位相比，氢原子如同宇宙 第1张图片


可能很多朋友都想到一些长度单位了，比如米、厘米、毫米、微米、纳米等，我们常见的事物基本都是用米、厘米和毫米来衡量的，在再大就是公里了，人很难用常用工具测量，比毫米更小的长度单位，人眼就无法目测了，比如微米和纳米都属于微观世界的长度单位，需要用特制的仪器去测量，比如科学家们已经测得氢原子的直径为0.1纳米左右，水分子的直径为0.4纳米左右，我们都知道病毒体积非常小，要比细胞还小得多，但是极小的病毒的直径也比水分子的直径大了几千倍。

一滴水有4万亿亿个氢原子，但和普朗克单位相比，氢原子如同宇宙 第2张图片


一个水分子包含了一个氧原子和两个氢原子，一滴水中就有2万亿亿个水分子，只其中包含4万亿亿一个氢原子，可见氢原子有多么微小吧。氢原子是最小的原子，基态氢原子（氕原子）包含一个质子和一个电子，但是如果把氢原子的大小比作一个地球的体积，处于外围的电子就只有一个篮球那么大，处于中心位置的质子的体积大约也只有一座边长为150米左右的四方体高楼那么大，两者之外的部分基本都是虚无的空间。

一滴水有4万亿亿个氢原子，但和普朗克单位相比，氢原子如同宇宙 第3张图片


但是电子和质子的直径长度也并非是物理学中最小的单位。物理学概念上最短的距离是普朗克长度，量子力学认为物质小到这个幅度上就不可分割了，因此普朗克长度也被认为是宇宙最小长度单位，它指的是光子在一个普朗克时间中走过的距离，大致为1.6x10的-35次方米，或者一个质子直径的10的22次方分之一，它是一个小到难以置信的数字。

一滴水有4万亿亿个氢原子，但和普朗克单位相比，氢原子如同宇宙 第4张图片


我们可以这样直观地比较一下：如果我们把一个普朗克长度看作一个身高1.8米的人的高度，那么一个质子的直径的长度相对于普朗克长度来说要比银河系的直径（16万光年）还大不少。

一滴水有4万亿亿个氢原子，但和普朗克单位相比，氢原子如同宇宙 第5张图片


而氢原子的直径又比质子大了10万倍，相对于普兰克长度就堪比可观测宇宙的直径了。边长一个普朗克长度的立方体就是一个普朗克单位，他也是量子物理学中认为的宇宙中物质的最小体积单位，用它的体积来衡量一个氢原子，那么氢原子简直就如同一个宇宙啊！

一滴水有4万亿亿个氢原子，但和普朗克单位相比，氢原子如同宇宙 第6张图片



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沙发
清风子木11 发表于 2020-11-19 11:58:02 | 只看该作者
 
科学的尽头是神学！
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板凳
bmcwasj 发表于 2020-11-19 11:58:29 | 只看该作者
 
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地板
万能通 发表于 2020-11-19 11:59:15 | 只看该作者
 
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