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太阳内部有东西在疯狂挣扎 还没逃出来 光就是宇宙中跑得最快的存在 可在太阳核心却被死死卡住 每年只能爬3.5公里 就像一颗子弹射进了果冻里 等他终于挣扎着爬到太阳表面的时候 地球上的恐龙早灭绝了 你现在晒到的每一缕阳光 都是20万年前拼命逃出来的幸存者 但真正让科学家震惊的不是这个 而是他们算完账后发现的惊人真相 你开着光速飞船从地球出发 需要5万年 人类寿命才100年 就已经死了500次 2019年NASA看完这个计算结果 光速不是宇宙给我们的翅膀 而是一道看不见的边界 人类殖民银河系需要10亿年 太阳只剩50亿年寿命 但最诡异的是 光速这个限制 可能根本不是用来困住我们的 而是用来保护某个更深层的宇宙法则 而这个法则一旦被打破 整个宇宙的因果律都会崩塌 因为接下来 你会发现一个更神奇的事实 你以为自己现在正安安静静 完全不是这样 你正在以1,674公里每小时的速度狂奔 这是波音客机巡航速度的两倍 这是地球自转的速度 你就像站在一个疯狂旋转的超级转盘上但这还只是开胃菜 与此同时 以每秒30公里的速度围着太阳转 可以在一秒内从北京飞到上海 可这还不算完 以每秒230公里的速度 绕银河系中心狂奔 正以每秒550公里的速度 冲向一个叫巨引源的神秘区域 这个东西就像宇宙中的巨型引力源 正在牵引着周围数百万个星系 你现在的真实速度是每秒550公里 而你毫无察觉 这让物理学家开始思考一个关键问题 既然我们在用这么快的速度飞行 那宇宙中还有什么东西能跑的更快吗 但光的神奇之处远远超出你的想象 1990年欧洲核子研究中心做了个实验 他们让光穿过一块普通的白糖 光速直接降到了每秒20万公里 比正常慢了1/3 这意味着光在不同的物质里会被减速 就像人在水里跑步一样 更神奇的是 2001年哈佛大学的物理学家利纳豪 把光的速度降到了每小时60公里 相当于市区限速 他用一团极度冷却的原子云困住了光 让他像陷进沼泽一样几乎静止 因为他证明了 光速并不是一个固定不变的常数 而是可以被人为调控的 光为什么会动 这听起来像个简单问题 雨滴会掉是因为重力 地球绕太阳转也是重力 人走路是靠腿蹬地 它既没有质量 甚至连个推动它的力都没有 这个问题困扰了物理学家几百年 直到他们发现了一个更神奇的事实 光根本不需要理由就能动 但电磁波又是什么 就是电场和磁场互相转换 互相推动形成的波 但仔细一想就会发现不
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你以为天黑是正常的?大错特错。宇宙里有无限颗太阳般的恒星,每一颗都发光。你往天上随便指个方向,无限远的尽头一定有一颗星。光叠光,再叠光,天空应该被照成一面白墙,亮到你睁不开眼。但你看看窗外黑的,这就像你走进一个全是灯泡的房间,灯泡从地板堆到天花板,每一颗都开着,结果房间漆黑一片。灯呢?光呢?哪去了? 这个问题困扰了人类几百年,而答案会让你重新认识头顶这片夜空。这个bug有个名字叫奥伯斯佯谬。一八二三年,德国天文学家奥博斯正式提出来。但其实早在四百年前就有人琢磨过这事。你想,如果宇宙是无限大的,恒星是无限多的,那你朝任何方向看过去,视线最终都会撞上一颗星。就像你站在一片无限大的森林里,不管往哪看,最后都是树干,没有缝隙,没有黑暗,全是光。 但问题来了,你每天晚上看到的天空是什么?黑的,这不对劲。数学上说不通,逻辑上也说不通,要么是宇宙在骗你,要么是你对宇宙的理解从根上就错了。有意思的是,这个问题困扰了顶级科学家几百年。开普勒想过,哈雷想过,连爱因斯坦都琢磨过,没人能给出完美的答案。 直到二十世纪,人类发现了三件事,这三件事叠在一起彻底解开了这个谜。而这三个答案每一个都让人后背发凉。 · 第一件事是什么呢?宇宙不是永恒的。一九二九年,美国天文学家哈勃发现了一个诡异的现象,远处的星系都在跑,而且越远的跑得越快。什么意思呢?说白了就是宇宙在膨胀,像一个正在吹大的气球。你在气球表面画两个点,气球越吹越大,两个点就越离越远。宇宙里的星系也是这样。 · 那倒着推呢?如果宇宙一直在变大,那往回倒它就会越来越小,小到最后变成一个点。这个点是什么时候?大约一百三十八亿年前,那一刻宇宙诞生了。这就是大爆炸。 一百三十八亿年什么概念?如果把这段时间压缩成一年,人类文明出现在哪?十二月三十一号晚上十一点五十九分,最后那十秒宇宙已经独自运转了一整年,我们才刚到场。你知道这意味着什么吗?宇宙是有起点的,它不是一直存在的,它有生日,这跟天黑有什么关系?关系大了。 既然宇宙有起点,那光也有起点。一百三十八亿光年之外的光根本还没来得及跑到你眼睛里,它还在路上。你看不见它不是因为它不存在,而是因为它还没到。这就像你站在一个房间里,房间里全是灯泡,但有些灯泡刚刚才开,光还没传到你眼睛,所以你看到的只有黑暗。但这只是第一个原因。 更离谱的是第二件事,你知道光是有颜色的对吧?红橙黄绿蓝靛紫,这是人眼能看到的。
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#光的反射定律 光的反射定律是几何光学中最基本、最重要的定律之一,它描述了光在传播过程中遇到不同介质的界面(如从空气射向镜子)时,其反射光线的行为规律。 光的反射定律的核心内容 反射定律主要包含以下三个要点: 1. 入射光线、反射光线和法线在同一平面内: · 这个平面通常被称为 “入射面”。也就是说,你总是可以找到一个平面,能够同时包含入射光线、反射光线和那条假想的法线。 2. 反射角等于入射角: · 这是定律最核心的部分。 · 入射角 (θᵢ):入射光线与法线之间的夹角。 · 反射角 (θᵣ):反射光线与法线之间的夹角。 · 定律表述为: θᵣ = θᵢ 3. 入射光线和反射光线分居法线两侧: · 反射光线不会和入射光线在法线的同一侧。 关键概念解释 · 法线: 一条假想的、与反射界面垂直的直线。它是测量入射角和反射角的基准。通常用虚线表示。 定律的补充说明与应用 1. 光路是可逆的: · 如果光线沿着原来反射光线的路径入射,那么它将会沿着原来入射光线的路径反射出去。这是一个非常重要的特性。 2. 两种反射类型: · 镜面反射: 发生在非常光滑的表面上(如镜子、平静的水面)。所有平行光入射后,其反射光仍然是平行的。这样我们才能看到清晰、不变的像。 · 漫反射: 发生在粗糙不平的表面上(如纸张、墙面、衣服)。由于表面凹凸不平,其各点的法线方向不同,导致平行光入射后,反射光射向四面八方。这正是我们能从各个方向看到不发光的物体的原因。 重要: 无论是镜面反射还是漫反射,都严格遵守光的反射定律。在漫反射中,对于粗糙面上的每一个微小点,反射定律依然成立,只是这些微小点的朝向(法线方向)不同而已。 总结 您可以将光的反射定律简单地记忆为 “三线共面,两线分居,两角相等”。 · 三线共面: 入射光线、反射光线、法线在同一平面。 · 两线分居: 入射光线和反射光线分居法线两侧。 · 两角相等: 反射角等于入射角。 这个定律是理解平面镜成像、设计光学仪器(如望远镜、潜望镜)等一系列光学现象和应用的基础。
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袁岚峰3周前
锚点 | “秒”的定义,或将被中国科学家改写? 陈宇翱:这个是我们光钟实验室 我们现在计划把光钟做到天上 光钟是什么呢 我们目前秒的定义 是定义在铯原子的微波跃迁上 一九六几年就开始这么定义了 但是这个微波光钟的精度 只有十的负十六次方 通过十几年的时间积累 才进到了十的负十七(次方) 但目前随着技术的发展 从(上世纪)八十年代开始 大家就研究光的跃迁 它本身的品质因子 就比那个高了几个数量级 所以现在光钟技术的稳定度 已经到了大概 九乘十的负十九(次方) 意味着什么 大爆炸的时候如果有这么一个钟 到现在时间差大概小于零点五秒 陈宇翱:地面稳定度研究之后 有个问题是什么 就是我在实验室里面 可以把这个钟做得很稳 我们有了时间信号之后 一定要把它传出去 但你传出去了你就发现 比如说潮汐的噪声 比如说海浪 包括大气的流动所带来的噪声 包括地面的高度差 海平面高度差一厘米 重力加速度不同所造成的误差 就是大概十的负十八量级 所以大家一个公认的路径就是 把钟放到天上去 就是要远离 不光是地球 包括月亮 包括木星 木星质量不是很大吗 离开这些噪声的影响之后 我在一个引力比较平坦的区域 这个钟就可以作为一个“钟爸爸” 通过它来把其它的钟 全都比较起来 那就可以实现把地球上所有的钟 都能达到这个精度 因为现在比如说 包括美国的NIST(美国国家标准与技术研究院) 然后日本那边 包括德国的PTB(德国联邦物理技术研究院) 都做到了小数负十八 甚至像我们有负十九的 但是它们互相之间的比较 都只有负十七 一比就报不出来了 但是我们秒定义 一个前提条件就是说 要把不同的实验室的钟 也要比到负十八以下 所以我们这边现在用的是 锶原子的钟 我们最近跟武汉那边的 镱原子的钟 袁岚峰:精密测量院(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院) 陈宇翱:已经初步做了一些远距离的比较 那个稳定性也已经定到负十八了 还是一个比较好的结果 科学家对话科学家,《锚点》节目中国科学技术大学科技传播系副主任袁岚峰对话中国科学技术大学物理学院执行院长陈宇翱教授,东方卫视2025年10月29日播出。本片为精彩片段之一。#知识前沿派对 #量子信息 #量子精密测量 #原子钟 #秒的定义
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