《量子的世界--扶好你将被惊掉的下巴》
第5节

作者: geffect_fraily
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  我上边说的都是常识,所以我在说废话吗?不是的,我是在问一个问题,究竟是谁给了这些行星如此恰到好处的初始速度,使它们可以稳定地绕着太阳旋转数十亿年。
  也许宗教人士高兴了:上帝,一定是上帝!我要说的是,先别着急劳他老人家的大驾,我们先考虑考虑生孩子的过程:从父亲体内出来的时候,差不多有10亿个兄弟姐妹,但是只有一个成为了孩子并长大成人。等这个孩子明白了生育过程,就会发出感慨:简直是奇迹,我太幸运了。现在明白了吗?并不是因为幸运和巧合才能留下来,而是留下来的在发表幸运感慨。太阳系也一样,不是因为巧合才使这些行星完美旋转,而是不完美旋转的都毁灭了,留下来的都是具有恰好的初始速度的。正如进化论,这个物种之所以存在,就是因为他能存在。

  我们假想那999,999,999个兄弟姐妹也全都会说话,那么整个世界的主流呼声将是“我太不幸了”,你那幸运感慨将会被彻底淹没……当然了,如果10亿个一块喊,世界会吵死的。
  本来只是想对比下行星和原子模型的,没想到引申了那么多。
  马上回到正题,看看原子和太阳系有什么区别,为什么不能是同样的模型。
  日期:2013-03-19 11:13:33

  十五、如果行星模型是真的
  同种电荷相排斥,异种电荷相吸引,这是常识。看看原子,原子核带正电,电子带负电,它们之间就会产生吸引力。这个吸引力和万有引力还特别相似,都是和距离的平方成反比。所以原子不就刚好可以像太阳系那样运行了吗?
  可惜,成也萧何败萧何,带电虽然可以提供模型必需的吸引力,带电却同时又会使这个模型瞬间崩溃。原因又是它:该死的电磁辐射。
  电子是带电的,而电荷的移动就会发射电磁波,也就是会向外发射能量。我们假设电子围着原子核在一个圆形轨道上旋转,因为它在转动,所以它就会发射电磁波而损失能量,于是它的速度就会降低,速度降低就会导致它的轨道变短。轨道变短电子也还是在转动,也就是还在损失能量,轨道继续变短。这个过程继续下去,电子将会坠落到原子核上。然后原子核的正电和电子会中和掉,而原子就变成了一个不带电的原子核!

  我们描述这个过程用了一整段文字,然而通过计算可以知道,这个过程大约只需要10的-10次方秒的时间。也就是说如果原子按照行星模型运行,那么会在一瞬间就崩塌成一个不带电的原子核!

  我们不用考虑就可以知道,如果这种情况发生,宇宙将在一瞬间崩溃。
  但如果我们再进一步考虑,这种情况发生后,具体会是什么情景呢?应该是一个很有意思的问题。
  日期:2013-03-19 11:17:44
  十六、黑洞,其实也没那么神秘(一)。
  不同的物质在我们眼里展现出不同的性质,比如水和油,木头和铁等等,我们都可以很容易的区分出来。而他们之所以会有这些迥然不同的特性,都是因为不同的原子包含着不同运动形态的电子,从而具有了不同的物理和化学性质,再通过千变万化的化学作用,形成了我们这个缤纷多彩的世界。如果原子全部崩塌为原子核,那么这些原子的物理和化学特性也就不复存在,也就将没有水,没有铁,什么都没有,只剩下了一种玩意;原子核!确切地说是不带电的原子核!

  当然这还没有结束。接下来万有引力将登场,展现它霸气侧漏的威力!
  从脚下捡起一颗土,问自己一个问题,它为什么能够呆在地上不动?应该会觉得这个问题很白痴,又没有人移动它,它自己怎么会动?。那我们如果考虑重力,也就是地球对它的万有引力呢?牛顿不是说力就会引起速度的变化吗,它为什么还是呆着不动?这个问题也很白痴,因为地球的土地在支撑着它啊。那接下来再考虑,地球拿什么在支撑它?这个问题照样也很白痴,因为地球的土地是固体,是硬的,会保持自己的形状,从而支撑着它嘛。那接下来再再考虑,地球拿什么支撑着自己的形状?也许这个问题就没有那么白痴了。

  我们知道原子是由带正电的和带负电的不同部分组成的,而同种电荷排斥,异种电荷吸引。那每个原子都包含两种电荷呢?当然是既排斥又吸引!两个原子离的太近,排斥力就会大于吸引力,离得太远,吸引力又会大于排斥力,从而让原子之间能够保持一个适中的距离稳定不变。就像冬天里的两个刺猬紧挨着取暖,离得远了就会冷,离得近了又会相互刺对方。

  现在就可以考虑地球吸引力的问题了,由于地球的引力,地球本身就有被压缩的趋势,稍微被压缩一点,上述的原子之间距离变短,排斥力就会增大,从而抵消了这个引力。地球也就能够保证了现在的大小不改变,从而支撑着地球上的万物,包括我们。一切才不至于被吸到地球中心去。
  但是如果发生了上述原子崩塌为原子核的情况呢?原子的正负电荷全都消失了,也就没有了电荷的吸引力和排斥力。试想整个地球的原子都发生了这种崩塌,但由于质量还在,也就是万有引力还在,原子核之间又没有排斥力来抵消这个万有引力,于是所有的原子核将被吸引到一起,全都紧挨着。还好此时原子核也有保持它自己形状的能力,从而可以抵消万有引力,保持形状稳定。
  我们还说过,原子核的大小和整个原子相比就像蚂蚁与音乐厅。于是地球也就由音乐厅的大小变为了蚂蚁般大小。我们地球的直径是1.2万公里左右,那时候就将变为0.12公里左右!也就是地球将直径为100多米的一个大球!
  日期:2013-03-19 15:05:48
  纠正一下,我按照原子核占原子大小的比例来计算发生坍塌后地球的直径误差较大,因为原子之间也是有距离的。所以坍塌后的地球会更小,直径将只有22米
  日期:2013-03-19 16:13:54
  十七、黑洞,其实也没那么神秘(二)
  地球坍塌成一个22米的大球后,由于质量没变,但中心距离地表的距离减少了10的5次方数量级倍。由于引力和距离的平方成反比,所以地球表现的引力将至少增大10的10次方数量级倍。是不是联想到了黑洞?
  宇宙中其实还真的存在类似于上述由不带电的原子核组成的星球,就叫做中子星。当然了,中子星的形成原因并不是上边所说的行星模型引起的原子坍塌。宇宙中不存在这么不靠谱的原子!
  宇宙中能够产生中子星,黑洞这类的奇葩球体,全部都要归功于万有引力这个威武雄壮的汉子。
  抬头看看我们的太阳,其实它大部分是由氢气和氦气组成的。它一直在发生在激烈的核聚变反应,向外散发能量。就像我们烧开的水会抵抗重力向上飞一样,它产生的能量也在支撑着气体对抗太阳自身的引力。然而能量总有耗尽的时候,当太阳冷却下来,他的巨大引力将把所有物质向中间压缩,由于太阳的质量足够大,引力足够强,原子间的排斥力已经不足以抵抗它,原子就将被压碎,它的电子将全部成为自由电子。自由电子间产生强大的电子简并压足以对抗太阳的引力,从而使星球稳定在一种由原子核和自由电子组成的物质的状态。这样的星球叫做“白矮星”。
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