第六百二十九章 混沌
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“我到是覺得哈勃常數,也可能如某些新近觀測所表明的那樣,比50高出很多。”
五號說道。
“怎麽說?”
四號問道。
“如果宇宙學家想維護宇宙暴漲理論預言的空間上為平坦宇宙的思想,他們可能不得不重新引進宇宙學常數的概念。
不管這個問題的最終解決為何,它無疑將導致宇宙學思想的根本改造。
這種情況確實正在發生,因為有些宇宙學家已經開始尋找重新塑造他們鍾愛的暴漲概念的途徑,希望得到一個使密度參數在整個可觀測空間可取0到1之間任意數值的宇宙。”
虛妄說道。
“聽著好玄乎,大概明白了一點。”
吳剛看著他們說道。
“明不明白就是你的問題了,我也沒話說了。”
五號說道。
“我也沒話說了,都說到這裏了。”
虛妄說道。
“我們還是說點別的吧。”
楚雲說道。
“這回到我了,你們如何看待混沌這個天文係詞匯?”
五號問道。
“虛妄?”
四號看著虛妄說道。
“你們不打算放過我嗎?”
虛妄朝著他們翻白眼道。
“回到基地,你肯定要被調走了。”
五號說道。
“其實,你們要知道由簡單嚴格定律實際支配的係統中發生的不可預見和不規則的行為方式。”
虛妄看著他們說道。
“這和混沌有什麽關係啊?”
五號問道。
“混沌的定義是什麽?”
李思特問道。
“混沌是由這種係統對初始條件的極端敏感性引起的,這些條件的微小變化都將導致很不相同的結果。
這是介於完全可預見行為和完全無規行為之間的中間狀態。
這下你們明白了吧。”
虛妄看著他們說道。
“大概明白了。”
五號說道。
“能夠舉例說明嗎?”
楚雲問道。
“那就給你們說一個,對初始條件極端敏感的例子。”
虛妄說道。
“好啊。”
楚雲說道。
“如果你試圖將一支鉛筆豎立在它的尖端上,鉛筆總是會倒下。
但是,即使它嚴格遵守引力定律,你也永遠無法預言它將怎樣倒下。
氣候係統常對初始條件極為敏感,這裏有一個混沌的經典例子在起作用,就是所謂的蝴蝶效應。
這個效應是說,巴西一隻蝴蝶拍動翅膀可能改變非洲暴風雨係統的發展趨勢。”
虛妄說道。
“怎麽又說到蝴蝶效應去了?”
楚雲問道。
“我還沒說完,你要知道混沌使得不可能在不知道開始時係統中每個物體所有性質的準確數值。”
虛妄說道。
“怎麽說?”
五號問道。
“比如係統中每個物體的精確位置和速度的情況下預言某些係統將如何發展。
對於天氣預報,這意味著要知道空氣中每個分子的位置和速度,這實際上是不可能的。”
虛妄說道。
“為什麽不可能,有什麽依據嗎?”
李思特問道。
“先聽我說完,比如,如果誤差引起係統行為變化不大,那它就是可以預言的。
天氣有時可以預報,有時卻是混沌的,這就是天氣預報成了藝術和科學的混合物的原因。
在天文學中,混沌對太陽係天體軌道的計算特別重要。”
虛妄說道。
“為什麽重要?”
楚雲問道。
“因為,它使預報一個天體,例如一顆受到諸如巨行星等其他天體引力影響的一顆彗的準確軌道成為不可能。
你可以隨心所欲計算越來越遙遠未來的軌道,但隨著計算的初始條件誤差影響的累積,它們將偏離真正軌道越來越遠。
這就是五號要問的混沌。”
虛妄說道。
“聽完,還是混沌。”
楚雲說道。
“我也要問一個,在天文館的時候,我就不明白。”
李思特突然看著他們說道。
“今天學習到了好多東西,看來2號並不想放過我和虛妄的樣子。”
五號哭笑不得地說道。
“說吧,你想問什麽?”
虛妄一臉不耐地說道。
“什麽叫做宇宙豐度?”
李思特問道。
“我不知道。”
楚雲說道。
“我也不知道。”
吳剛說道。
“你們不知道,我知道,你們要知道宇宙中各種元素的相對數量。”
五號看著他們說道。
“怎麽說?”
楚雲問道。
“雖然氫和氦產生於大爆炸,但幾乎所有其他元素是後來宇宙演化過程中在恒星內部加工出來的,而且數量都少得多。”
五號說道。
“然後呢?”
楚雲問道。
“你們要知道,宇宙豐度的標準度量是以太陽、地球和其他太陽係天體的研究為依據的。
若用每種元素的原子數表示,則太陽的豐度是氫90.8%,氦9.1%,其他所有元素加起來0.1%。
這與用光譜學方法測得的其他恒星的比例相似,雖然在宇宙較年輕時形成的年老恒星的重元素含量甚至更少。”
五號說道。
“這不就是將太陽係的所有物體都考慮在內,最普通元素的豐度可以用質量或原子數來表示?”
李思特問道。
“那是因為氫是最輕的元素,它隻占太陽係質量的70.13%,氦占27.87%,而按質量居第三位的最普通元素氧僅占0.91%。
但大多數天文學家更喜歡用原子數來度量宇宙豐度。
在這一尺度下,硫是第十位最普通元素,宇宙中每一個硫原子,大致對應1個鐵原子。
2個氖原子和2個鎂原子。
3個矽原子。
4個氮原子。
20個碳原子。
30個氧原子。
3 000個氦原子。
50 000個氫原子。”
五號說道。
“如果我記得沒有錯的話,除這前10名外,另5個元素,鋁、氬、鈣、鎳、鈉的豐度在硫豐度的10%到50%之間。
其他一切元素都稀少得多。”
虛妄補充道。
“怎麽說?”
楚雲問道。
“比如,每1 000萬個硫原子才有僅僅3個金原子與之匹配。比鐵更重的元素是稀少的,因為它們隻能在超新星中產生。”
虛妄說道。
“還有嗎?”
楚雲問道。
“我沒有了。”
五號說道。
“我也沒有了。”
虛妄說道。
“你們都說完了,要做好準備,就快到基地所在海域了。”
機器人說道。
“還有多久?”
虛妄問道。
“最多半個小時。”
機器人說道。
“知道了。”
虛妄說道。
“……”
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