未登录,请登录后再发表信息
最新评论 (0)
播放视频

把你的手放在大型强子对撞机会怎么样

Putting your hand in the Large Hadron Collider...

这很有趣
是一个很深入的专业问题
观察者问题 第二部分
如果我把手放在大型强子对撞机的粒子流中
我的手会怎样?
不知道 不知道 不知道
这可不是个好主意
我不建议你这样
当然你做不到
射线位于地下100米的深度
我真的不知道
等你有了机会
你认为会是非常危险的
但在这之前你就会被人赶出去了
我……天哪
我觉得你感觉不到什么
好问题
我不知道
估计对你伤害很大
会穿过你
我能说的就是这些
我不知道总能量
我不知道能量密度
发射器
向一个方向发射正向的质子束
当然还有一束反方向的粒子束
这些质子由于其有序性而带有能量
当它的能量达到最大值七垓电子伏时
这差不多是一只蚊子的能量
并不大是吧?
就是一个质子……
但不同之处在于这种能量
聚集于蚊子喙截面的1兆分之一的面积上
就好像一根特别尖的针
但只有一个质子那么大
很不幸
粒子束大概有
3000束这样的粒子
绕对撞机运行
每一束都有1000亿质子
从能量范围来看
我们发现这并不会有很大效应
我会把手放入粒子束里吗?
我也不确定
这是另外一回事 因为我多年从事同步加速器工作
真正的问题是如果你受到了同步加速器的辐射
里面的粒子是以近光速运行的
它们的速度很快
你受到它的辐射
而它的辐射伤害性极强
当它们相撞在一起
差不多每秒6亿次碰撞
发生碰撞次数很多
所有的能量都集中于粒子束中
单个质子的能量可能不大
而粒子束的总能量大概有
3亿焦耳
这就相当于航母以11节的航速航行时的能量
那么
这束粒子回旋过来撞击在你的手上或身体上
或你放进去的其它物体 能量会转移到物体上
就像是被
非常大的东西撞击一样
我不认为你还能活下来
因为打击面积很小
为什么只会打到你的手
为什么不会影响你身体其他部分?
这就是我最初犹豫的地方
因为我不知道会发生什么
当碰撞发生时
粒子束的波长范围从一毫米
直到大约……我想想
头发的五分之一
所以当碰撞发生时 粒子束其实非常窄
没有发生碰撞时粒子束大概是一毫米宽
粒子束会打在这里
我想过它可能会直接穿过
但似乎可能发生的结果是 能量会被倾泻出来
因为粒子束撞上了一大块物质
而一般粒子束不会碰到任何东西
在对撞机中几乎是真空状态
但现在里面有密度这么高的一个区域
我认为这些粒子
会打上去
爆炸开来
所以我才会觉得这个效果比一根针穿过你的手要更具戏剧性
由于里面是真空 所以我的手
可能会由于压力变化
而感到不适
但我觉得不会有太大影响
如果有一个反物质粒子构成的星系
它会和我们的星系一样吗?
星系的主要行为模式是
由重力决定的
而重力是不会在乎
你是正粒子还是反粒子组成的
重力只取决于质量
既然考虑到重力
考虑到你设想的这个反粒子星系
动力学原理是相同的
考虑到相互作用力
假设……
反氢粒子能够由
例如说 反电子和反质子组合而成
那么我想物质演进的过程是相同的
也一样会发生
当它们互相作用时会发光
因为光也是能量辐射的一种
只要这种作用在发生 能量就在损失
你会得到光
我们知道宇宙中没有这样的星系
原因是即使宇宙空间不是完全的真空
星系之间也会互相作用
当然在物质遇到反物质时
二者会湮灭 同时放出大量伽马射线
实际上我们在宇宙背景辐射中并没有看到大量的伽马射线辐射
这就证明宇宙中并没有与正物质星系相当体量的反物质星系
当宇宙生成的时候
各种力和物理常数也同步形成并一直作用于今天的宇宙
但如果宇宙再次形成
比如通过另一个大爆炸
我们还会有相同的力和物理常数吗?
这是一种多重宇宙的思想
这可能会生成许多不同的宇宙 以及不同的物理常数
哦 好问题
呃……
这个问题很难回答
因为你不能做实验证明
物理需要基于实验
我们还不能创造宇宙 也还没找到创造它的办法
目前的观点是
宇宙像气泡一样可能在任何地方出现
普遍认为在宇宙形成早期
基础的物理常数是有可能不一样的
这就带来一个问题
如果生活在一个物理常数不同的宇宙是什么样的?
元电荷不同 或者普朗克常数不同之类的
这个问题很吸引人
还不清楚
有一种理论说宇宙生成的时候就不是单一的
实际上宇宙的数量非常非常多 也就是我们说的多重宇宙
其中一些遵循物理法则 另一些则不遵守
那些遵守物理法则的宇宙会发展兴旺起来
所以有可能还有其他的宇宙
它们拥有不同的物理规律和物理常数
这其实更接近于哲学范畴而不是物理学了
你无法用实验来证明
哈哈……能否得到同样的物理规律
这真的超出了……
人的想象力
我想目前的知识来看
这种多重宇宙的情况
会存在不同的物理常数
狄拉克说过
上帝用完美的数学建立起了宇宙
你的问题则是
如果他或她再做一次
使用的数学原理相同吗
还是会有别的原理
我并不知道这个问题的答案 我甚至不知道该怎么回答
我们不能解释
即使用弦论的内容也没法解释
这些力的数量级
我们仍不知道重力
与电磁力比较之下为什么这么弱
我们可以测量
并理解认知物理常数
但我们无法预测这些常数
电子电荷量为什么是这样
物质的粒子组成为什么是现在这样
在我们能做到这个之前
毫无疑问地说
这是来自……
这是唯一解 没有其他合理的参数值了
你无法预测
在一个平行宇宙
新生成的宇宙
你还会不会有同样的耦合关系
但似乎
我们得谨慎对待这些问题
想想如果这些参数变化
会造成什么后果
它们是独一无二的
我们无法亲眼
……观测到
常数的值发生变化
这对生命尤其智慧生命无益
比如重力会极为微弱
如果附近的一个星球例如Alpha Centauri超新星爆发
会对地球产生什么影响?
地磁场能保护它吗?
Alpha Centeuri不会变超新星的
如果最近的行星变成超新星的话
会发生全频段的辐射
但我们的大气层可以很好地
散射这种辐射
太阳的辐射一直很强 但我们没事
没有受到比如X射线的影响
这是个常见的末日景象是吧
超新星爆发是我们已知的
宇宙中最大规模的灾难
因此我们有理由去设想
当它发生时身处附近会受到什么影响
我们知道太阳不会变成超新星
它的内部结构和质量都决定了它不会变成超新星
但也许我们周围的某些星球会成为超新星
我们其实知道哪些星球可能
变为超新星
我们周围并没有多少星球符合条件
我们所谓的“二型超新星”
就是一个星球体积过大自我爆炸
距离我们最近的这种星球是一个叫Betelgeuse的
这个词很有名 这颗星球也很有名
它其实在猎户星座的肩膀位置
很著名的星座 颜色非常红
我们知道它其实可能
快要走到生命尽头了
当然不是从人类的寿命来看
但它只能再活几千年或者几百万年了
破坏力不会很大 可见的破坏力不大
除非我们直视它的爆发
超新星是非常亮的
如果直视很可能会伤害我们的眼睛
但即使如此
Betelgeuse距离我们也有400光年的距离
还是非常遥远
很幸运 不会给我们造成很大伤害
如果爆发的话场面时非常壮观的
我们很可能在白天就能用肉眼观测到
会有大量可见光输入
我们需要担心诸如
伽马射线辐射
即使如此它还是太远了
谢天谢地 不会有太大伤害
你有最喜欢的符号吗? 为什么?
啊……最喜欢的符号
我不知道我有没有最喜欢的符号
此刻我最喜欢的符号可能是
宇宙常数Λ
因为这个神秘莫测的数可以
推动今天宇宙的发展进程
没人知道它的数值为什么是这个
我们应该专门为它做一期节目
精细结构常数α
137.0599分之一
是我的最爱
看看你们视频中准备的六十个符号
α是我的最爱
我很喜欢无穷大∞
因为它是个很酷的符号 很难理解
它还是一个漂亮的符号
它的形状基本能表示出它的含义
就像一个无穷的循环
永不停息 所以它的样子和含义很配
我猜我最爱的符号有点与众不同
是质光比Υ
一个希腊字母 看起来像海鸥
它被宇航员用于
测量(恒星)质量和某特定波长光度的比值
在我们的60个符号之中……
我知道我们做了个视频 但我说了这并不是个常见的符号
我想我最喜欢的是无穷大∞
我很喜欢这个概念 经常会想到它
让我耳目一新
我就是喜欢它 无限大
似乎能一直这么转下去
那么……我猜
从美学上讲或者
从含义上说这个符号代表什么 这是两种不同的标准
美学上来说
我喜欢ψ
或者∑
在我看来就像是一个口袋妖怪一样的东西
哈哈……
如果说符号的含义
以及它代表的含义
我觉得是普朗克常数h
很大程度上因为普朗克常数是
量子物理研究微观世界的基础常数
我想过这个问题 我比较喜欢
是右矢 不不 这是对于左矢来说的
狄拉克发明了这个奇妙的符号
他把这样的东西叫做左矢
这样的叫做右矢
二者放在一起叫做狄拉克符号(左矢和右矢)
括号
他感到很自豪因为bra这个单词在英语辞典中
是一个真的单词 他发明的
他很自豪这个词能被字典收录
而没有意识到它还有别的含义
未完待续……
感谢提问……

发表评论

译制信息
视频概述

视频中向著名科学家提出了一些有趣的问题,比如把你的手放在大型强子对撞机会怎么样,一个反物质组成的宇宙是什么样的,超新星爆发会影响地球吗,还有他们最喜欢的符号是什么…

听录译者

收集自网络

翻译译者

AF

审核员

审核员 EM

视频来源

https://www.youtube.com/watch?v=_NMqPT6oKJ8

相关推荐