測量非常非常大和非常非常小需要使用難以想像的單位。下次遇到令人費解的量表時,請記住這些粗略的比較。
秒差距
秒差距是一種長度單位,用來測量很長的距離。它通常用於遠離我們太陽系的物體。
秒差距這個詞是 '視差弧秒”,描述了從太陽到一個物體的距離,該物體在地球軌道上的恆星背景下似乎移動了一定的量(稱為弧秒)。
這相當於剛超過 30,000,000,000,000 公里,或近 20,000,000,000,000 英里。為了了解距離太陽最近的恆星有多遠 -半人馬座旁邊- 距離約 1.3 秒差距。
如果您仍然不確定這個距離有多大,那麼乘坐空中巴士飛機飛行這個距離大約需要 380 萬年。如果需要的話,請務必帶上額外的襪子。
一光年
令人困惑的是,光年聽起來更像是時間單位而不是距離。事實上,它是光在真空中無障礙移動時一年所經過的距離。這個數字夠大,足以用於恆星尺度的天文距離。
由於光速以每秒 299,792,458 公尺的驚人速度傳播,因此它可以在 365 天(又四分之一天)內傳播最遠距離 9,460,700,000,000 公里(約 5,878,600,000,000 英里)。
從這裡出發一光年,你會發現自己位於太陽系非常冰冷的冰和塵埃外緣附近的某個地方稱為奧特雲,或大約是距離我們最近的鄰近恆星的四分之一路程。
如果你可以用 Uber 前往那裡,你的司機將需要 100 億年才能走完這一光年,如果非高峰期,這將花費你約 80 美元。
一個天文單位 (AU)
天文單位用來描述行星和太陽系尺度上的距離。它大約是從地球到太陽的距離,大約是 150,000,000 公里,或 93,000,000 英里……或多或少。對於追求精準度的人來說,自2012年起它被定義為 149,597,870,700 公尺。
如果你現在開始騎自行車前往太陽,你可以在 3000 年左右到達距離太陽約 1 個天文單位的光球層。
一奈米
大概是並非巧合後綴“nano”和術語“nanna”聽起來非常相似。在古希臘語中,「納米」是指身材矮小的人,多年來,這個術語已經用來描述非常微小的測量結果。
奈米科技例如,它處理直徑小於 100 奈米的微小材料塊,在這個尺度上,物體開始呈現獨特的結構和光學特性。
從這個角度來看,一奈米相當於十億分之一米,即使對於祖母來說,這也是很小的。這些單位用來描述大分子尺度上的物體病毒。例如,一條 DNA 鏈的寬度約為 2 奈米。
如果你的身高只有 200 奈米,那麼側放的人類頭髮的橫截面會比頭髮的橫截面拉伸得稍高。帝國大廈。如果我們談論的是奶奶的一根腿毛,可能會更高。
一皮米
為了描述原子尺度上的距離,你確實需要一個小單位。皮米可以處理此類測量,僅等於萬億分之一(即 0.000000000001)米。
這氫原子的半徑(從電子到中心測量)直徑剛超過 50 皮米。氦對電子的吸引力稍強一些,因此其尺寸半徑更接近 31 皮米。
如果你夠小,可以抬頭凝視上面奈米部分提到的建築物大小的頭髮橫截面,那麼幾皮米的厚度大約相當於你自己一根細髮的厚度。沒有什麼是 picogel 解決不了的。
普朗克長度
基於愛因斯坦的狹義相對論,以不同方式移動的觀察者之間的時間和距離的比較並不總是匹配。更奇怪的是,儘管存在分歧,但彼此的時間和空間卻沒有「正確」的衡量標準。
有一個奇怪的例外。將某些非相對的自然常數(例如光速)與電磁學的量子描述(以每秒焦耳為單位)和萬有引力常數結合,可以提供一個對每個人來說看起來都相同的單位。
在微小的距離尺度不再有用之前,這個「普朗克長度」(以 Lp 為單位)大約是最小的測量單位。單一普朗克長度單位為 1.6 x 10^-35 公尺。或 0.000000000000000000000000000000000016 公尺。
它與其說是一種測量我們可能經歷的距離的工具,不如說是定義當前重力理論失效點的方法。
如果一個腳步是普朗克長度,並且您從氫的電子走到原子中心,那麼當您到達時,宇宙將長期寒冷和死亡。即使你像尤塞恩·博爾特一樣全程奔跑。
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