木星寿命有多久,会如何死亡?

木星寿命有多久,会如何死亡?50亿年后,太阳的体积将会急剧膨胀,水星、金星以及地球都会被太阳吞噬,但因为距离太阳很远,所以木星可以安然度过这次危机。所谓的“太阳的寿命还有50亿年”,指的是太阳的主序星阶段,其实太阳并没有真正的消亡。在经过红巨星阶段后,太阳会演化成白矮星,木星以及太阳系中的大部分天体,依然会在太阳的引力束缚之下。

太阳在转化成白矮星的过程中会损失一部分质量,这会在太阳系内造成短暂的混乱,木星的运行轨道也发生明显的改变。由于角速度的存在,木星几乎不可能坠入太阳,所以对于木星来讲,只是换了个轨道继续围绕太阳公转。看上去,木星这类气态行星是没有损失自己质量的渠道的,我们似乎可以说木星的寿命是无尽的,但事实却并非如此,随着宇宙的演化,木星也有消亡的那一天。

根据“宇宙热寂理论”,宇宙一直处于一个从有序到无序的“熵增”状态,当宇宙的熵达到了最大值,宇宙中所有的能量就都转化成了热能,这时所有的物质都会处于一个“热平衡”的状态,直到永远。该理论认为,在100万亿年以后,宇宙中就将不再产生新的恒星,在接下来的时间里,之前产生的恒星会一一熄灭,宇宙会变成一片黑暗。

不过这对木星并没有影响,不出意外的话,这时的木星依然存在,它还是会围绕着早已演变成“黑矮星”的太阳公转。对木星真正“致命”的是“质子衰变”,“宇宙热寂理论”认为,质子会衰变成伽马射线和轻子,其半衰期为(1 x 10^36)年,也就是说在1万亿亿亿亿年以后,宇宙中有一半的质子将会消失,而在1亿亿亿亿亿年之后,宇宙所有的质子都将不会存在。

很明显,届时的木星也会灰飞烟灭,宇宙中将只剩下黑洞和轻子,因此,根据“宇宙热寂理论”,木星的寿命为1亿亿亿亿亿年。然而另一种理论却并不这样乐观,“宇宙大撕裂理论”认为,在暗能量驱使下,宇宙一直处于一个加速膨胀的过程,而且这样的情形不止表现在宏观世界,在微观世界里,暗能量的作用依然存在。根据观测数据,宇宙中任意两个点都在加速远离,虽然现在看起来这样的速度很小很小(宇宙中两个相距1米的点,其互相远离的速度约为 2.3 x 10^-18 米),但是在很久之后,这种情况就会变得非常可怕。

更关键的是,这样的远离一直处于加速的状态,这就意味着,终有一天宇宙中所有的物质都会被暗能量撕得粉碎!根据相关计算,在大约167亿年之后,宇宙中所有的行星都会被暗能量撕裂。也就是说,根据“宇宙大撕裂理论”,木星的寿命最多只有167亿年。需要指出的是,以上所述是木星的“自然寿命”,事实上,在亿万年的时间里,木星的寿命很可能会因为某个意外而改变。

东航空难为什么找不见人却能找着身份证,难道身份证不被烧毁吗?

对于3·21东航客机事故,首先更正下,目前并不只是找到身份证以及一些物件,还找到了部分人体组织。在分析原因之前,我们首先了解一下这次空难飞机的简况:该架飞机的商务舱处在前端共12个座位,经济舱有150个座位。此次失事飞机的机型为B737-800,2015年6月22日交付东航云南分公司,机龄6.8年。我着重把此机型的最大载油量26025升及续航距离5665公里、重量约有50吨这三个指标写出来,为后面分析做铺垫。

下面分析题主的提问:搜救组不仅发现了旅客的钱包、身份证等小物件、而且已经找到了部分人体组织碎片。看到这些、我们不愿面对、又不得不面对现实的人体组织碎片。这几乎判定132人生存的可能性为零了。飞机在8000米高空垂直坠落、一个重量约有50吨重的庞然大物落地的坠速度及撞击力相当的惊人。撞地瞬间会发生爆炸。

飞机的燃油有20000多升、燃烧热量远远高于普通燃油的热量,可达1200度左右。试想一下,飞机材质铝合金的最大耐热温度为600度,都会被燃烧殆尽。人在座椅上被固定住,从高空瞬间坠落几乎被摔成肉饼,再被机油高度燃烧,不可能不会被烧成灰烬。要知道,人体是碳水化合物组成体,水分占人体的65%。在1200度的燃油爆炸焚烧中、能比飞机壳铝合金还耐烧吗?飞机从8000米高空坠落、不被摔死、吓死,也会被熊熊燃烧的机油烧成灰烬。

至于为何有身份证、钱包之类物品。应该是在飞机瞬间垂直下落时,从乘客衣兜飘落出来的。其它小物件,应该是从行李舱跌落所致。经常坐飞机的都有习惯、把随身携带的小包放在头顶的小行李格仓里。当飞机坠地因惯性所致、行李格仓弹开,小物件会在爆炸中被冲击波震出破损的机舱。才免于被烧毁的可能。而且飞机的行李舱在机尾部。

据目击者所见、321飞机事故飞机是垂直落下。在撞地的瞬间,因惯性及冲击力的影响,机舱的行李因没有安全带绑缚、便会也会被弹出散落舱外。现在、记录飞机座舱话音的记录仪(黑匣子)已经找到、送往北京请专家解读当时的情况。生命救援的黄金72小时已经过去,经过地毯式排查搜救、没有发现一个生者。这是我们最不想看到的。

但现实就是现实,不得不接受这个残酷的事实。毕竟人体是肉做的。飞机铝合金外壳都能被燃油融化。何况血肉之躯了!飞机从八千米高空坠落的撞击力量是难以想象的。发生在1992年的桂林空难,飞机撞山后粉碎性解体,50吨的飞机最后只收集到了2吨左右的残骸。而且飞机上的乘客也是不见踪影,其撞击和爆炸的燃烧程度难以想象。

撞击和爆炸发生的瞬间,绝大部分物品和可燃物都被燃烧挥发,只有少数物品能保留下来。空难史上,2016年3月19日一架波音737-800客机在俄南部城市顿河畔罗斯托夫坠毁,机上62人全部遇难。此空难机型和321东航空难机型一模一样。321空难让我们彻夜难眠,搜寻人员也找到了部分人体组织碎片。我们虽不愿相信却又不得不承认事实,绝大部分乘客都已经遇难了。

苏莱曼尼在巴格达机场被炸身亡,是否意味着伊拉克内乱的复杂性?

在美国驻伊拉克使馆遭受伊拉克什叶派民众冲击后,美国立即实施报复行动,依靠精准的情报,定点炸死刚刚进入巴格达的苏莱曼尼,可谓是速报。我们说,这一举动对一切反美势力而言,都是极大的震撼,再次证明美国的利益不容任何形式的侵犯,而且美国一定会说到做到,任何侵犯者都将绳之以法,无论他是谁。从新闻报道可以知道,在美国反动的袭击现场,除了苏莱曼尼死亡外,还有不少人伤亡,其中就包括冲击美国使馆的直接指挥者。

所以苏尼曼尼被炸死应该是巧合,对他而言却是在错误时间错误地点自取灭亡。我们不禁要问:冲击美国使馆,原本是伊拉克什叶派民兵发起的报复行动,而作为伊朗伊斯兰革命卫队最高指挥官,苏莱曼尼为何会在事后,立即出现在伊拉克巴格达机场?美国政府公开承认,炸死苏莱曼尼是自己所为,难道就不担心会招来更大报复?理应是十分保密的苏莱曼尼出行信息情报,是如何传递到美国人手里?如果是伊朗那边有情报出卖者,还好理解,但如果信息来源是伊拉克当地人呢?是否意味着伊拉克内部也有强大的反伊朗集团?如果伊朗对间谍行为进行反击,是否会引来更多的背叛?对于苏莱曼尼的死,我们只能说“出来混,早晚要还的”。

原子里带负电的电子绕带正电的原子核转,为什么不会能量耗尽被吸进去?

令你惊讶的思想可能就藏在这不起眼的问题中,先从卫星与地球、地球与太阳这类经典物理的例子开始: 天体的环绕为什么可以不掉下来(核心词:保守力)卫星(处在高轨位置,比如墓地轨道)绕地球转、地球(或者其他天体)绕太阳转可以一直不掉下去,这是现实的例子,为什么?如上图,它们都有个共同的特点,只受到一种力的作用:引力(当然这是一种近似,应该说是引力的合力,因为太阳及临近的行星也会对其产生引力,只不过相比地球而言小的多)。

它们的做功,只取决于r1,r2,即,取决于开始和结束点的位置。换句话说,引力对环绕者增加或减少了多少动能,只取决于环绕者的开始和结束时所在的位置。如上图,当运行轨道为椭圆时,每绕一圈做功就为0,当运行轨道为标准圆轨道时,r1与r2处处相等,所以做功总是为0。所以,环绕者(卫星、地球)的动能保持不变,可以一直维持在一个稳定的轨道上。

低轨卫星为什么会掉下来(核心概念:能量损失导致离心力小于引力)具体的过程如上图,通常是诸如空气阻力、自身制动力等,造成环绕者动能、速度降低----导致角速度降低----导致离心力降低----导致引力大于离心力----导致坠落。核心的原因在于有能量损失。------------------------------------------------------------------------------那么,电子绕原子核运行是否与此类似呢?你可能会说,只要电子的绕核运动没有能量损失,它当然不会掉下来,不是吗?你或者又会说,事实摆在那,电子有固定的轨道、能级,它在绕行的过程中不会损失能量。

嗯.......我想告诉你,问题的重点不在这里,电子可能根本就没有这些个烦恼。为什么呢?接着往下看。------------------------------------------------------------------------------ 序幕:科学家一开始和你有一样的疑问(如上图)在量子力学诞生之前,物理学家们认为粒子的运动都是连续的,具体来说,卢瑟福行星结构的原子模型认为,电子绕原子核旋转的轨道是连续明确的。

按照前面所说的行星模型,只要电子在绕原子核运行过程中不损失能量,就能够解释电子为什么不会掉进原子核这一事实。那么,电子有能量损失吗?(如上图)根据经典电磁理论,因为电子带有电荷,在绕行原子核(变速运动)的过程中会产生韧致辐射(同步辐射光源就是这个原理),向外辐射连续谱的电磁波,迅速的损失能量,从而逐步靠近原子核,并最终落入原子核,计算表明整个持续的时间在30纳秒以内。

这显然是与现实相悖的。那么,只能说明这种经典的行星绕行原子模型是有问题的! 玻尔给出了量子化模型,但...........(一阶段答案)犹如希腊神话中的普罗米修斯,普朗克(Max Planck)在1900年将量子力学的火种带给了人类,他提出黑体(对能量只吸收不反射,比如太阳)辐射的能量量子化假说,也就是说黑体的辐射能量是一份份的离散的能量子凑出来的。

如上图,左边是吸收或放出的能量,右边依次是n(主量子数),普朗克常数,能量子的频率,普朗克常数就是一个很小的常数,频率也好理解对吧,这个n,取值1、2、3、4。。。。。,现在理解了吧,拿这个n正整数去乘这个hv,最后的结果当然是一份一份的了,这就是所谓的能量子。玻尔很快借鉴这一思想给出了新的半经典量子化原子模型。

如上图,他提出了一个“定态”概念,假定电子只能在一些离散的、非连续的轨道上做圆周运动,电子的轨道角动量L也是量子化的,其取值只能为“h拔”的正整数倍。并且这些轨道状态是相对固定的,不会辐射能量。虽然玻尔的理论成功的解释了氢原子光谱的线状结构,但.....对于电子在轨道上为什么不会损失能量没有给出解释,只是人为规定了固定的能级,换句话说:没有理由,它就是不损失能量。

这有点牵强! 德布罗意给出了一个靠谱的解释,但.........(二阶段答案)那到底能不能从一个我们更好理解的实在出发,给出一个更加合理和自然的解释呢,有请官二代德布罗意出场。(如上图,话说,好像有人说他的论文是一页纸的,实际情况应该是这样的,他在1924年的博士论文就是第一张图上标准厚的,第二张是他1923年发表在自然科学杂志上的,确实就是个豆腐块)德布罗意提出了著名的物质波概念,他在1924年的博士论文中的原话是:我们假定,任何运动物体都伴随着一个波动,而且不可能把物体的运动跟波的传播拆开。

他的猜想在1927年由戴维逊和革末完成实验验证。经过计算,重1g,速度为1厘米/每秒的灰尘其物质波波动为6.63*10的-29次方米。所以这种效应在宏观尺度上是无法被观测到的,但!它却真实存在。(如上图左)在此基础上,他用物质波的假设来解释电子为什么不会辐射能量的原因:因为电子的物质波在沿轨道传播时,其轨道周长正好等于物质波波长的整数波,形成了驻波。

如上图,左边是轨道周长,右边为电子物质波波长的整数倍,这个公式够简单又清晰。但是。。。。我又要讲但是了:德布罗意的上述观点只能算是二阶段不完全答案。它也有个问题:这个波到底是个什么?德布罗意物质波的概念提出来后,因为得到了电子干涉与衍射等实验的验证,包括波动力学的创始人薛定谔及德布罗意本人,都觉得电子的这种波是实实在在的物质波,具有同机械波类似的实际物质结构,但仔细分析后会发现,如果按照这种说法,电子的物质波包就会在传播的过程中发生扩散,打个形象的比方就是电子会变得越来越“胖”,这显然与实际情况不符合。

玻恩、薛定谔给出了新的解释(三阶段.....)1925 年 11 月,薛定谔在阅读爱因斯坦关于玻色一爱因斯坦统计的论文时,得知德布罗意的博士论文,深有感触。在一次研讨会上,德拜指出,既然粒子具有波动性,应该有一种能够正确描述这种量子性质的波动方程,薛定谔深受启发,创立了 薛定谔波动方程具体的公式如上图(看看就好)这是一个偏微分方程,等式的左右边是能量的微分形式,它描述了:粒子在三维保守力(前面讲过的)外力场中所具有的能量等于势能与动能之和的关系(此处埋坑,最后一段有重要作用),并以此为基础,导出波函数随时间演化的关系式。

关于在这里被引入的波函数,也就是该方程的解,如上图,一开始,就连薛定谔自己搞不清它的物理意义(当然,直到现在,包括波函数的坍缩过程也没有一个绝对的标准答案),他认为波函数代表了分散的粒子。不管怎样,我们从能看到的实在来说明:单电子双缝干涉实验(如上图),单个电子确实会与自己干涉,而表现出打中底板的随机性,但打在底板上时,它确实只是一个点,只有在经过大量的粒子打击后,从整体上表现出了波动性,这一思路很重要,相信你也很容易理解它。

为此,玻恩提出了一种统计诠释观点:他认为德布罗意的物质波或者薛定谔波动方程中的波函数所描述的并不是实在的物质结构,只不过是刻画粒子在空间分布概率的概率波而已,换句话说,粒子在空间的某处出现的概率服从一定的统计规律,正是这种统计规律显现了粒子的波动性质。虽然爱因斯坦、德布罗意、薛定谔都极力反对,但这种既承认波动性又不必割裂粒子的观点得到了实验的支撑和多数物理学家的认同,并使他获得了1954年的诺贝尔物理学奖。

这次你重新提出问题并且自己找到答案(三阶段......答案)讲完这个概率波,对于文章标题提出的问题,可以给你一个三阶段的答案:那就是,这个问题本身问错了,按照概率波解释,电子不会有明确的运行轨道,而是如上图,是一团围绕在原子核周围的概率云。当然,对于这幅由荷兰科研机构拍摄于2013年的图,需要注意的是,它并不是一张真正意义上的“实拍图”,因为严格来说,它并不是一个氢原子上电子真正的定格,众所周知,观测会破坏电子的波函数状态。

如何巧妙的避开这一难题呢,(如上图)其基本的原理是利用静电场将1个氢原子的电子剥离开并投影在底板上,这相当于给原子的图像拍了一帧,当然,这个原子就不能再用了,然后下一个原子再来一张,再下一个,再下一个,辅助以适当的放大,这样大量氢原子的投影的集合就间接的凑出了一个氢原子电子波函数的图景了。至此,可以给出本文标准问题中正确的问法:“电子带负电荷,原子带正电荷,为什么电子不会有一定概率存在于原子核中呢”?当你提出这个问题时,你会发现,你自己找到答案了:电子(当你不观测它时)当然会出现在原子核中,只是遵循一定的概率而已。

遵循什么样的概率?应该说,到此为止,对于本文标题中的问题,已基本回答的差不多了,但接下来这一段当你看完后,会有个更加深入的认识。不知你是否记,前面提到的薛定谔波动方程推导的前提:粒子在三维保守力(前面讲过的)外力场中所具有的能量等于势能与动能之和,这是一个很重要的出发点,它向你透露了一个重要的信息,电子的波函数状态或者说电子具体在某一处出现的概率与它具有的能量(势能、动能)有着密切的关系。

(具体关于电子的能量与主量子数n、角量子数l、磁量子数m的关系参见我的上一篇关于自旋的万字回答)如上图,换句话说,当电子的能量不同时,其出现在原子核附近或者原子核中的概率是不同的,一般来说,受到质子吸引力越强,或者说与原子核靠的越近,这种出现的概率越大,当然这样讲是有现实的例子的。在核衰变中的贝塔衰变中有种特殊的类型,被称为轨道电子俘获,当主量子数为n=1时,即电子处于K主壳层时,原子核俘获它的概率最大。


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