数字物理定律-少量

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许多人都熟悉这样一个事实,即某些物理定律对我们世界的影响可能很小,但并不是每个人都知道多少,这些物理定律对我们世界的影响非常小,而这些世界位于基本粒子的微观世界的交汇处,以及恒星和星系的大宇宙。在这里,我收集了几个示例,显示了它们对我们的影响很小。

古典力学

这里最著名的例子是万有引力定律,我们感到对地球的吸引力只是因为它具有巨大的重量。两个人用什么力量互相吸引?以两个质量为70公斤的人以及他们之间的距离为例-一米,结果是33.3微克的力,或更准确地说-是3.33×10 -8公斤力(kgf)。该力的较小值是导致重力常数G非常不精确(根据物理学标准)的原因:

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您仍然可以计算出人体的“第一宇宙速度”,如果将“半径”取为30 cm,则速度将为0.125 mm / s,对于第二宇宙速度-0.176 mm / s,仍可以在空间中测量这些速度-但实际上,地球和您附近的其他重物的影响。光和太阳风的压力有可能破坏整个实验。

还记得俗语:“给我一个支点,我将转动地球”?我们将尝试计算对此的要求:

即使不考虑地球自转产生的陀螺仪的影响(不允许陀螺仪从当前旋转方向“推入”),质量为5.97×10 24 kg,半径为6371 km的球也具有角动量在9.69×10 37kg×m²,考虑到无量纲系数(对于球体为0.4,对于地球为0.335)(密度影响不均匀,但不会线性增长-至少密度存在一个“跳跃”,而其他“曲折”存在)使计算复杂化),结果为8.12×10 37 kg×m²。

根据大概的估计,一个人在很长一段时间内产生的功率为100瓦(考虑到20-30%的效率)。如果我们把一个人80年的预期寿命和16小时的清醒时间,我们将得到1683×10的总能量释放11 J.从这些工作的最终角速度将是:2.04×10 -17rad / s,并允许您在2.48亿年的时间内“仅”旋转地球(旋转180度)。好吧,您远方的后代会欣赏您的“西西弗劳”。

相对论的影响

进入地球轨道(例如,以ISS-7.66 km / s,目前实际上没有更多可采取的空间),由于发展速度为3.26×10 -10%,我们得到了时间膨胀。一年的飞行时间将导致0.0103秒的减速。

但这只是几种影响中的一种,另一种-离开地球“引力井”的时间“加速”(引力时间膨胀的作用)失去了它的一些力量。此效果的总价值为每年0.0219秒,最后两个的总和如下所示:

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一个人无法注意到这些影响,但是使用原子钟导航和测量时间已经是一个大问题,因为它们的内部精度可能比这些影响高几个数量级。这些更正已经在GPS和Glonas卫星导航系统中使用,并且目前都在建造中

根据COBE望远镜,我们相对于CMB的速度为627±22 km / s。由此产生的时间膨胀为2.18×10 -7%,即每年0.069秒,虽然不算多,但是在地球存在(4.5672±0.0006亿年)期间,这应该使时钟“消逝”了大约3650年岁。

这导致了另一个有趣的效果- 如我所写,我们在太空中的运动相当复杂,让我们看一下它的组成部分之一-地球绕太阳旋转,它的速度几乎是恒定的,并且它的方向一直在变化,而且每年两次它都具有相反的方向。

让我们计算运动的这一部分的影响:对于地球,轨道速度约为29.78 km /s²,这导致我们相对于CMB的运动速度在600-650 km / s(大约)范围内变化。这些速度之间的差异导致这样一个事实,即间隔六个月的时间会加速或减慢,尽管这些差异甚至更为微小- 总计为3.21×10 -8%。

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正如爱因斯坦(Albert Einstein)所证明的-这个世界上的一切都是相对的。

光速-从天文学角度来说相当慢-穿越银河系光束大约需要100,000年,这使天文学家可以直接“回望过去”。但是在我们的默克地球现实中,这是巨大的-现代处理器中各个晶体管之间的信号传输大约需要-16的 10倍秒。但是,要使光从地球的一个点到达另一点,并沿着表面移动(例如,使用跨大西洋的光纤通信线路),则需要33毫秒(实际上,这个数字约为50毫秒,因为这些电缆不是“直接”敷设的,而现代的光缆是由玻璃制成的,其中光的传播要比真空慢得多。但是对于通过对地静止卫星进行的通信,这个值已经开始被人们感知到-设备本身没有延迟,为239毫秒。此刻,人们离地球(月球低轨道)的移动距离不超过1.3光秒。

量子效应

光压-对于地球轨道上的阳光(1368瓦/米和sup2),为9.08×10 -6帕相比之下,地球上的正常大气压为101 325 Pa。因此,建造带有太阳帆的太空游艇-尝试尽可能减轻帆的重量,否则您可能会冒任何风险。这个数量级的大小是月球上“大气层”的压力,从白天的10 -7 Pa到晚上的10 -10 Pa 不等

在产生的作用力微不足道的情况下,物理效应中的“赢家”也许就是卡西米尔效应(由真空的量子涨落产生的压力)。它在一个人所处的规模上的大小只能与宇宙学常数的影响相比较。这是由于其值取决于板之间距离的四度的事实:

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两个10×10 cm的镜子在它们之间相距10 cm时的值为8.169×10 -16纳克(或8.169×10 -28 kgf)。但是,在单个原子的尺度上,由它产生的压力变得可与大气压力相提并论。

核物理学

半衰期-一种物质分解并“转变”为另一种物质(或另一种同位素)的时间,差别很大。对于不同的同位素,它的范围从纳秒(甚至是光传播不到一米的时间)到数十亿年不等。这导致这样的事实,即什至不能在诸如LHCs的促进剂上检测到此类颗粒的腐烂,并且从应该由该特定颗粒形成的“碎片”的配准统计中得知颗粒的发现。

对于具有平均值的颗粒,可以使用tri,它可以在各种钥匙链/手表

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中使用:由于与形成β颗粒的反应(在密封的情况下并不危险)而使用,tri的半衰期为12.32年,这意味着通过随着时间的流逝,该光源的发光度将下降两次,而由于此反应,一公斤and和所产生的分解产物“感觉更好” 6.6纳克。

如果我们采用更稳定的同位素,例如232232,那么它的半衰期接近宇宙存在的时间,因此,如果您想跟随它的衰变,请增加爆米花的耐心。但是,要解决其衰变的事实,则不需要这样的时间段-1千克的这种同位素包含2.6×10 24粒子,其中每秒发生580万个粒子衰变(随着时间的流逝,这个数目当然会减少)。

中微子是在20世纪上半叶对核物理学家造成严重问题的粒子,并且对能量守恒定律也产生了不稳定的信心,这些粒子本身就“消失了”。如果一米长的水层将穿过其中的伽马射线数量减少47次,那么从中微子开始,同一层水将阻止约10 -16%的粒子。中微子与物质的不良相互作用是它们只能在1956年可靠地记录其存在并在2013年确定其存在的原因,今年这一事实的发现者被授予诺贝尔奖。

附言:该列表并不假装是完整的,仅包含您卑微的仆人所发生的事情。如果有人有补充的想法,我会很高兴地听着,计算并补充本文。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN386719/


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