鯨口逃生!美國男子被座頭鯨吞下後生還,座頭鯨為何不…

鯨口逃生!美國男子被座頭鯨吞下後生還,座頭鯨為何不吃人? 美國一位潛水員帕卡德在潛水的過程中,被一頭鯨魚整個吞下,令人意外的是,鯨魚並沒有將該男子吃掉,40多秒之後,該潛水員從鯨魚口中奇蹟生還。 事實上,該男子之所以這麼幸運,主要在於它是被一頭座頭鯨吞下,如果是虎鯨,很可能它已經死亡了。 座頭鯨為何不吃人? 座頭鯨屬於大型鯨魚,成年座頭鯨體重最高可達60噸,即使是剛出生的座頭鯨,體重都重達1-2噸。根據專家分析,吞噬潛水員帕卡德的座頭鯨屬於幼年鯨魚,雖然體型不如成年鯨魚那麼大,但是已經足夠吞噬人類。 座頭鯨屬於鬚鯨,鬚鯨有一個特點,那就是沒有成型的牙齒,它們的牙齒呈梳齒狀排列的角質須,也就是說它們沒有像人類一樣的牙齒,它們的牙齒有些類似於人類的頭髮。 (鬚鯨牙齒) 由於沒有成型的牙齒,所以座頭鯨從不狩獵大型動物,一來是因為它們沒有成型的牙齒可以攻擊對方,無法對獵物產生致命傷害。另外則是因為座頭鯨沒有鋒利的牙齒,無法撕咬獵物,較大的獵物在活著時進入到它們的食道或者胃部,不僅難以分解,還可能會傷害到它們自己。 當然,更為重要的是,座頭鯨的食道直徑太小,無法吞下較大的獵物。所以它們的主要狩獵對像是還不到1厘米的小型甲殼類動物,此外還有一些小型魚類和蝦等生物。 座頭鯨主要攻擊大規模集群的小魚小蝦,它們長大嘴巴時,口部的直徑可以達到4.5米,還會產生巨大的吸力使周圍的小魚小蝦流入到它們的口腔之中,之後會閉上嘴巴,此時海水會通過須狀的牙齒流出,小魚小蝦就會留在口腔之中,並通過肌肉的力量進入到胃部。 據帕卡德描述,他在水下約35英尺的地方工作時,突然感到巨大的推力,之後外面就全黑了。他感覺到了鯨魚嘴巴中的肌肉在擠壓它(這可能是鯨魚正在向外排海水),此時的帕爾德非常害怕,以為是被大白鯊所吞,但他突然意識到,該生物沒有牙齒,所以他開始在鯨魚口腔中自救,而鯨魚也覺得不舒服,大約40秒後,該鯨魚就把帕爾德吐回到了大海之中,帕爾德也因此而獲救。 專家認為,座頭鯨之所以攻擊帕爾德,很可能是一個意外,該座頭鯨可能正在進食,只是它並沒有看到帕爾德,所以將帕爾德一口吞了下去。座頭鯨無法將帕爾德吞進胃部,所以又將其吐了出來,這樣做對座頭鯨也有好處,一來是座頭鯨無法提前殺死獵物,而活著的大型個體進入到鯨魚內部,對鯨魚也是一種威脅。 事實上,帕爾德並不是第一個被座頭鯨吞入口腔的人,在去年時,就有兩位女子被座頭鯨吞入口中,她們也和帕爾德一樣幸運,都從鯨魚口中逃生。 不過專家指出,雖然座頭鯨不吃人,但是座頭鯨也非常危險,它們龐大的身軀能夠擊暈人類,如果被座頭鯨誤吃之後,萬一它們游到深海中再將人類吐出,此時也可能會引發危險。 熱心腸的座頭鯨 座頭鯨其實是海洋中的熱心腸,它們經常會解救被虎鯨攻擊的獵物。 虎鯨屬於齒鯨,它們喜歡群居,並組團欺負大型動物,比如:海豹,鯨魚甚至是座頭鯨的幼崽。成年座頭鯨雖然不受虎鯨的威脅,但是座頭鯨幼崽經常會命喪虎鯨之口。 不知是出於報復,還是想要打擊“殺子兇手”,座頭鯨們經常會解救被虎鯨攻擊的生物。 比如:虎鯨正在攻擊一頭海豹,只要它將冰塊掀翻,海豹就會落入虎鯨的包圍圈。但是座頭鯨卻偏偏趕來解救海豹。 1988年時,人們觀察到一頭雄性座頭鯨從虎鯨嘴巴中解救了一頭北海獅,而在2003年時,它又從虎鯨嘴巴中拯救了一頭北海獅。 當然,除了海豹、海獅之外,座頭鯨還積極解救過多起虎鯨攻擊哺乳動物事件,令人奇怪的是,座頭鯨似乎只解救被虎鯨攻擊的哺乳動物,甚至有時不遠幾公里趕來,只為打一頓虎鯨。 那這究竟是怎麼回事呢? 其實現如今還沒有明確的答案,唯一的可能性解釋是座頭鯨誤以為虎鯨正在攻擊自己的同類,來到之後一看不是,但來都來了,所以就把虎鯨暴打一頓。

第一隻進入太空的狗,只活了5個小時?

第一隻進入太空的狗,只活了5個小時? 長大我要當太空人,爺爺奶奶可高興了… 1961年4月12日,27歲的蘇聯航天員尤里.加加林成為了第一個進入太空的人類,在返回地球後的巡遊環節中,不論是在蘇聯還是在英國,他都受到了熱烈的歡迎和禮讚,當時的加加林堪稱全人類的英雄,只有後來阿波羅11號登月的三名宇航員返回後巡遊的盛況,才能比得上當年的加加林。 但相比人類航天員的榮耀,先於加加林一步進入太空的流浪狗”萊卡”的故事,卻很少有人知道。 1957年蘇聯發射第一顆人造衛星後,”送人上太空”就成了蘇聯航天界的下一個目標,但由於人類是土生土長的地球生物,沒有任何外太空活動經驗,所以當時的蘇聯科學家們覺得還是先把動物送上太空試一試為好,思來想去,他們準備讓人類最好的朋友——”狗狗”,先上太空替人類體驗一下太空環境。 蘇聯科學家們甚至還”貼心”想到了家養寵物狗生存能力不如流浪狗,然後就去抓了一隻流浪狗並將其命名為”萊卡”,放在了即將上太空的單程衛星內部,是的你沒看錯,蘇聯科學家給這隻狗買的是單程票… 旺財飛天 1957年11月3日,一隻長期遊蕩在莫斯科街頭的街溜子狗被送上了太空,年僅3歲體重6公斤的它,在蘇聯官方的說法裡:是按照原計劃將在太空吃下了有毒的食物,然後一命嗚呼完成自己為人類探路的任務。 但事實並非如此 2002年俄羅斯生物醫學研究所科學家迪米特里·馬拉山科夫稱:萊卡其實是在痛苦中死去的,太空艙內的攝像頭顯示這隻流浪狗在進入太空之前”情緒就不太穩定” ,心率更是比平時快了三倍左右,而且太空艙在上升途中還發生了劇烈震盪,發射5個小時後,內部降溫器的失效直接奪走了萊卡的生命。一開始蘇聯科學家準備的有毒食物根本沒派上用場。 客觀來說,萊卡的死亡雖然是個悲劇,但也為後來加加林成功進入太空並安全返回取得了珍貴的數據,沒有這隻流浪狗的犧牲就沒有後來的載人航天,而且後來美國和其他國家在進行載人航天前,也是先把動物送上去的,只不過他們用的是猴子和老鼠而已。 2008年4月11日,為了紀念人類送上太空的第一隻活物,俄羅斯官方在莫斯科為流浪狗萊卡建立了一座紀念碑,但由於萊卡當年乘坐的衛星並沒有返回裝置,所以直到今天萊卡其實還在太空中飄著,未來人類如果”足夠閒”的話,沒準兒會上太空把萊卡乘坐的衛星再捕獲到地球,妥善安葬它。 21世紀的今天,依託於當年動物實驗的數據,人類航天員進入太空的風險已經大大降低了,國際空間站的成功也證明了人類可以長時間駐留在太空中,但從人類文明的長遠發展來看,現階段人類的太空生活只能算是初級水平。 因為空間站只有寥寥幾位宇航員,他們所需的生活物資也是靠地球發射貨運飛船來提供的,且空間站不具備產生人造重力的技術,長期生活在失重環境中的宇航員們回到地球後,需要經歷漫長的恢復期才能重新適應地球的重力環境。 因此人類下個階段的太空生活,將圍繞人工重力和大型太空設施的建造來展開,科學家預計到本世紀末,近地軌道的太空中就會出現一批商業性的太空設施,屆時將會有相當一部分人長期居住在太空中。 這些大型太空設施很可能會採取輪輻狀結構,用旋轉產生的離心力來模擬重力,從而讓內部始終保持1個G的舒適重力環境,甚至未來的大型太空城也會採取相似的結構,就像《星際穿越》最後的庫伯太空城一樣。

黑洞不停吞噬物質,光吃不拉,吞下的東西都去哪兒啦?

黑洞不停吞噬物質,光吃不拉,吞下的東西都去哪兒啦? 黑洞是一種極端天體,是天體食物鏈的頂端,宇宙中不管是恆星還是星雲物質,只要進入了黑洞的勢力範圍,都無一例外地被其黑乎乎的大口吞噬,咀嚼過程會在大口(事件視界)外迸發出耀眼的光亮,最終連一點骨頭渣子都不剩,真可謂吃星不吐骨頭,連光也被吞噬。 那麼,黑洞每天吃呀吃,光吃不拉,這些吃的東西都到哪裡去了呢?其實在民間有一種傳說,有點像這個黑洞習性,就是龍生九子各個不同,其中有一個龍的兒子叫貔貅,就是沒屁眼的貨,光吃不拉,吃得肚子脹鼓鼓的。 這種玩意本來就不符合生物學規律,光吃不拉肯定不消化,最終不就會脹死了?但財迷心竅的人們就喜歡這個,覺得這玩意能夠聚財,因此生意人老喜歡弄個貔貅擺件放在桌子上,或者弄個貔貅挂件掛在脖子上,取其聚財之意。怪不得民間有一句俗語叫“越有越棍”,就是越有越吝嗇之意,這不正合了這種光吃不拉的秉性嗎? 黑洞也光吃不拉,貔貅會吃大肚子,黑洞也會越吃越大,就是它的史瓦西半徑(事件視界)會越來越大。但黑洞不是生物,因此無需符合生物學規律,不會被脹死。那麼黑洞吃的東西都到哪去了呢? 要弄清這個,就要想了解一些黑洞的屍骸兄弟們 恆星死亡後會留下一個殘骸,有人也把他們叫做屍骸。屍骸有幾種,一種比一種厲害。按常規邏輯,恆星越大,屍骸當然就會越大,反之就越小。但奇怪的是這些屍骸正好相反,越大的恆星屍骸越小,越小的恆星屍骸越大。 比如最小的紅矮星,最終的屍骸就是一個冷卻後稍微收縮的星球,叫黑矮星,大小大概和土星、木星差不多,體積有地球至少百倍以上(上圖);質量大於太陽0.8倍到8倍以下的恆星,死後的屍骸就有地球這麼大,叫白矮星,但質量卻有太陽的0.5~1.4倍,相當地球質量的十幾萬到幾十萬倍;比太陽質量大8倍到30倍以內的恆星,死後留下的屍骸只有約10千米半徑,叫中子星,質量至少有太陽的1.44倍到2倍多;比太陽質量大30倍以上的恆星,死後屍骸半徑只有幾千米,質量卻大於太陽3倍以上。 由此我們可以看出,越大質量的恆星,死後的屍骸越小,質量卻越大。這說明一個什麼問題呢?就是質量越大的恆星,核心壓力越大,把物質壓縮得越緻密。而人類對物質的認識,只能到達中子簡併壓物質,也就是依靠中子與中子之間斥力保持物質有形狀態的物質,這就是中子星物質。 中子星物質密度可達1立方厘米億噸以上,最高可達數十億噸。在這個基礎上,如果中子星質量再增加,達到3個太陽質量左右時,中子簡併壓就無法支撐物質的有形狀態了,就會無限坍縮,變成一個體積無限小的奇點,這就是黑洞。 也就是說黑洞裡的物質已經不是人類所認識的物質,也可以說是屬於超時空物質。何謂超時空?就是不屬於我們四維時空的世界了,而是另一個其他維度世界的東西了。 人類認識的物質形態 我們人類迄今發現世界存在118種元素,我們認識的所有物質都由這118種元素組成。這些物質或由單一元素組成,或由許多元素合成,這就是我們看到千姿百態的世界。元素都是由原子組成的,因此物質的基本性質是由原子而體現出來的。 到了白矮星這個層次,物質就已經脫離了118種元素的概念,因為體現物質性質的原子在這個時候已經被壓垮了,但這時的原子核還保持著完整形態。這是因為電子與電子之間的斥力,形成了電子簡併壓,奮力抵禦著引力導致的向心壓力,維繫著物質形態不垮塌。 這種狀態下,原子雖然已經被壓扁,外圍電子被壓跑成為自由電子,但電子與電子之間的斥力讓電子之間無法靠攏,形成電子海洋,而原子核就在這片電子海洋中蕩漾,依然保持著優雅的完整形象。 這種電子簡併壓、中子星簡併壓現象,是一個叫泡利的科學家發現的,因此人們把這種現象叫泡利不相容原理,就是所有費米子粒子都有相互排斥不靠攏的性質,而電子、中子、夸克都屬於費米子粒子。 依靠電子簡併壓維繫的白矮星,原子還保留著核的完整,到了更大的恆星發生超新星爆炸後,核心壓力超過了電子簡併壓能夠承受的狀態,物質就垮塌成一個中子星。這時候的原子就完全被破壞了,壓碎了,電子再也無法保持自由電子狀態,而被巨大壓力壓進了原子核,帶負電的電子與帶正電的質子中和後成為了中子,加上原有的中子,整個星球就成為了一個巨大的中子核。 中子星整個成為一個大中子核,只是一種大致情況,實際上從表面到核心,其密度是梯次增加的,在表面和淺處,還存在著一些沒有完全被壓進原子核的電子,從這個意義上來說,中子星並非鐵板一塊,完全是中子組成。但白矮星和中子星都不再是我們認知的元素性質物質了,是物質的第五和第六態。 宇宙中有夸克星存在嗎? 理論上,中子簡併壓被壓垮後,還有夸克簡併壓支撐,因此有人提出,宇宙中可能存在夸克星。這種天體比中子星更小,質量卻比中子星更大。但迄今並沒有觀測到這種天體,夸克星到底存不存在就還是一個懸案。現在比較流行的理論是,當中子星質量到達奧本海默極限時,就會坍縮成一個黑洞。奧本海默極限目前沒有精準量化定義,一般認為在3個太陽質量左右。 既然黑洞物質已經不是我們認識的物質,那麼這些物質到哪裡去了也就無從查考了。其實根據現在理論,這些物質雖然不見了,但都還在黑洞中。因為人們雖然看不到它,但黑洞張揚的個性把其質量和角動量、電荷都暴露了。 這就是黑洞的史瓦西半徑,或者叫事件視界。 所有黑洞無論質量大小,即便是迄今已知1040倍太陽質量的最大黑洞,即編號為SDSS J073739.96+384413.2的黑洞,中心也只有一個無限小的奇點,但這個奇點所形成的史瓦西半徑就與質量成正比了。 史瓦西半徑是任何物質都具備的一個質量臨界值,就是任何物質一旦被壓縮進這個臨界值,就會無限坍縮成一個奇點,並在臨界值處形成一個球狀極端奇異空間,這個空間當然就與質量成正比了。在史瓦西半徑臨界處被稱為事件視界,這裡是黑洞能看見部分和看不見部分的交接處。 黑洞質量、角動量、電荷影響就在視界處形成,所有靠近這裡的物質會被黑洞巨大引力形成一個吸積盤,發著明亮的可見光和X射線,甚至伽馬射線,由此黑洞才被人類所觀測。當物質被吸入事件視界以內時,一切就都看不見了。 雖然進入黑洞的物質都看不見了,但通過其對周邊時空導致的影響,史瓦西半徑的大小,可以計算出這個黑洞的質量,因此可以肯定的是這些物質都還在黑洞裡面,並沒有消失。有一種理論認為,黑洞奇點處是一個時空轉換節點,在那個地方我們世界的時空消失,而在超時空出現。鑑於此,有人認為在奇點處可以實現時空穿越,但這種猜想永遠也無法證實。 黑洞吃下的東西會吐出來嗎? 理論上,黑洞也不是光吃不吐,已經逝世的著名科學家霍金就創立了一個理論,叫霍金輻射,也叫黑洞蒸發。這個理論認為,黑洞裡的物質也並不是一點也不吐出來,它會以輻射或蒸發的方式不斷減少自己質量。 但這種釋放只是量子級的,只有極少數粒子逃脫而形成黑洞蒸發。這種蒸發的速度是黑洞越小越快,越大越慢,只有原子級別黑洞會瞬時蒸發殆盡,稍大的黑洞所吸收的宇宙背景輻射或星際物質,遠遠大於蒸發量,因此需要長得令人髮指的時間才能夠蒸發完。 經過計算,1個太陽質量黑洞蒸發時間需要10^64年,也就是1後面跟著8個億年,宇宙中最大黑洞蒸發時間需要10^100年。這個時間早就大大超過科學界估算的宇宙壽命了。由此看來,黑洞吃下去的物質會牢牢深藏裡面,誓與宇宙共存亡! 對此,你怎麼看呢?歡迎討論,感謝閱讀。如喜歡就請給個關注和點贊吧,再次感謝。 時空通訊原創版權,侵權抄襲是不道德的行為,敬請理解合作。

地理書又要改,四大洋變五大洋,地球上為什麼又多出個…

地理書又要改,四大洋變五大洋,地球上為什麼又多出個南冰洋? 地球70%的面積被海洋覆蓋,而海洋在此前又被劃分為4個區域,分別是北冰洋、印度洋、大西洋和太平洋,這4個大洋佔了海洋總面積的90.3%。 陸地被分為7個大洲,四大洋七大洲,這是大家上地理課必須掌握的知識,可是這個常識很有可能會改變,因為除了四大洋的說法,還有一個五大洋的說法。 所謂的五大洋,就是在前面四個大洋的基礎上,另外加上了一個南冰洋。南冰洋是環繞南極洲的一個大洋,又叫做南大洋。南冰洋所在的海域,此前被分別劃歸為太平洋、大西洋、印度洋所有。 大洋是海洋的主體部分,面積廣闊,海洋深度大,海水含鹽量、海水溫度等不受大陸影響,且年變化較小,並且具有獨立的潮汐系統和強大的洋流系統。 四大洋變五大洋,並不奇怪。在地理學上,經常會有這樣那樣的變化。這種情況,在天文學上也有,比如我們上學時曾經學到的九大行星,現在就只剩八大行星了,因為冥王星被從行星降級為矮行星了。 南冰洋海域分別包括了南緯50°以南的印度洋和大西洋海域,以及南緯55°~62°間的太平洋的海域,總面積大約2,000萬平方公里,平均海水深度4000~5000米左右。因其特殊的地理位置,南冰洋是世界上唯一完全環繞地球,卻未被大陸分割的大洋。南冰洋最深處位於南桑威奇海溝,深達8400米。由於緯度較高,南冰洋的海水溫度常年保持在10℃以下。南冰洋非常年輕,根據科學家的研究,大約形成於3,000萬年前。 在2000年的時候,國際水文組織就已經確定其為一個獨立的大洋,成為五大洋中面積第四大的大洋。國際水文組織建立於1921年,是一個基於水文學的政府間國際組織,總部在摩納哥。 地理學術界之所以要劃分出一個南冰洋,並不是吃飽了沒事幹,而是因為科學家在南極洲海域發現了一些不同尋常的重要洋流,主要包括南極繞極流和西風漂流。正是這些洋流滋養著當地的海洋生物,創建了一個獨特的海洋生態環境。這樣劃分更方便進行研究。 洋流是海水的主要運動形式,是指海水沿著一定方向有規律地以相對穩定的速度水平流動,比如大西洋暖流。洋流,根據緯度的不同,可分為赤道環流、亞熱帶環流和亞極地環流;根據洋流海水溫度的不同,可分為暖流和寒流。大氣的流動也有類似的現象,被稱之為氣團,比如西伯利亞氣團。 關於南冰洋是否屬於大洋,學術界還有爭議。比如,南冰洋沒有陸地作為傳統意義上的界限,南冰洋沒有大洋中脊。大洋中脊又稱為中洋脊,是貫穿四大洋、成因相同、特徵相似的海底山脈。中洋脊是地球上最長、最寬的環球性洋中山系,總長約8萬公里。 2021年,美國國家地理學會也正式承認南極洲周圍海域為南大洋,是世界第五大洋。美國國家地理學會成立於1888年,是世界知名的非盈利性地理研究和教育機構,旗下的《國家地理》雜誌,相信很多人都聽說過。 越來越多的專業機構認可南冰洋這一說法,這意味著南冰洋作為第五大洋,被全世界所公認是遲早的事。

加拉帕戈斯企鵝為什么生活在熱帶?它是如何忍受酷熱的…

加拉帕戈斯企鵝為什么生活在熱帶?它是如何忍受酷熱的? 文/布瑞知 提到企鵝,我們的第一反應就是好冷。那麼您是不是認為,企鵝只生活在南極的冰天雪地中呢? 就像那個經典的腦筋急轉彎裡說的:為什麼北極熊不吃企鵝呢?因為北半球沒有企鵝啊。 唯一熱帶企鵝&最小企鵝 但您知道嗎?其實在北半球的熱帶,也生活著一種企鵝!這就是我們今天要介紹的企鵝中的另類:加拉帕戈斯企鵝。 加拉帕戈斯企鵝(學名:Spheniscus mendiculus),又名加島環企鵝或科隆企鵝。屬於鳥綱、今鳥亞綱、企鵝目、企鵝科、環企鵝屬,是所有六屬十八種企鵝中最小的企鵝之一。 它們身高不到50厘米,體重不到2.5公斤,和動物園裡常見的麥哲倫企鵝和洪堡企鵝是近親。 加拉帕戈斯企鵝頭部和背部是黑色,腹部是白色,腹部上面有些黑色斑點。黑臉上有一圈白線,白肚子上面有一條黑線。翅膀底部有淡淡的黃色。鰭腳下的羽毛從白色的下巴處延伸下來。沒有羽毛覆蓋的皮膚是粉紅色的,還帶些黑色斑點。長得像個可愛的喜劇演員。 就是這種萌萌噠的小傢伙顛覆了我們的很多認知。 在大家的印象裡,似乎所有的企鵝都生活在南極。但這個觀點是錯誤的。 確實,企鵝可以說是最不怕冷的鳥類,厚達三厘米的皮下脂肪可以完美地抵禦極地的嚴寒。 現在只有兩屬五種企鵝生活在南極大陸上。它們是帝企鵝、王企鵝、阿德利企鵝、巴布亞企鵝和帽帶企鵝。 其它的四屬十三種企鵝實際上都生活在溫帶,而環企鵝屬的這幾種企鵝更是無視大家的常識,生活在了非洲和南美洲這樣聽起來就很熱的地方。 那麼到底是什麼導致了這一奇特現象的產生呢?很簡單,那就是食物。 為追尋食物而遷居熱帶 企鵝看起來一副與世無爭的樣子,但實際上它們是非常貪吃的。它們追隨著魚兒一路北上,最終來到了赤道附近的這些小島上。 企鵝的食物主要是魚,哪裡的魚多,它們就會去哪裡,因此南半球著名的漁場里基本都有企鵝們的身影。 加拉帕戈斯群島的自然條件得天獨厚,在它附近是秘魯寒流和赤道暖流交彙的地方。 秘魯寒流是世界上最重要的一個海洋上升流系統,養活了無數的海洋生物。由於冷暖海水交匯導致海水上泛,帶來了大量的硝酸鹽、磷酸鹽等營養物質,促使浮游生物大量繁殖,為魚類提供了豐富餌料。 所以群島附近盛產冷水性魚類,其中最著名的就是鳀魚,也就是我們常吃的鳳尾魚。 全世界每年漁獲量的18%-20%來自秘魯漁場,秘魯漁場也是世界著名的大漁場之一。 所以為了填飽肚子,小小的炎熱又有什麼呢? 前面說過,企鵝是非常耐寒的,但加拉帕戈斯群島的年平均氣溫在25℃以上,最高氣溫可達40℃,所以對於居住在這裡的企鵝來說,保持身體的涼爽是一個非常困難的事情。 但……辦法總比困難多,沒有什麼能難倒勇敢的干飯人! 我們來看看企鵝的避暑秘技吧。 避暑有高招 它們白天大部分時間都泡在水里尋找食物,一邊吃飯一邊洗海澡。不得已上岸的時候,它們會用翅膀遮住下半身,弓著身子縮著腳,盡量減少曬在太陽下的面積。不時地拍拍翅膀,促進空氣對流以便散熱。在特別熱的時候,它們還會像狗狗一樣通過快速的喘氣來散發身體的熱量。不過可憐的企鵝們並沒有汗腺,所以即使是這些措施同時使用,降溫的效果依然有限。 不論對於人還是企鵝,恰飯都是一件充滿挑戰的事情。強大的秘魯寒流不僅帶來了食物,也帶來了氣候變化和危險。 著名的厄爾尼諾現象和拉尼娜現象,也是秘魯寒流的產物。 其中1982年的那次非常嚴重的厄爾尼諾現象,導致了群島附近的海水溫度急劇上升,水中魚群數量驟減,70%以上的加拉帕戈斯企鵝由於缺少食物和酷熱而死,很多鳥蛋和雛鳥因為缺乏照顧而夭折。它們的數量巔峰時期超過5000只,但那一次災難後數量再也沒有恢復到2000只以上。 現已瀕臨絕種 加拉帕戈斯企鵝的繁殖能力並不強,每年產卵兩次,每次產卵2顆,孵化期40天左右。這個重要的工作由企鵝父母共同完成,小企鵝也由父母共同撫養,在三四個月後,小企鵝才能褪去絨毛,基本獨立生活。在三四年以後,小企鵝才能性成熟,開始下一個生命的輪迴。 除了氣候變化的威脅,人類活動和外來物種的侵擾也嚴重影響著當地生物的生存。 島上的山羊,紅火蟻早已氾濫,破壞了島上的植被。貓和老鼠更是到處橫行,肆無忌憚地捕食幼鳥,偷吃鳥蛋,給企鵝們本就艱難的生活又添上了一筆濃重的暗色。 不過這兩年對加拉帕戈斯企鵝來說還是有好消息的,受疫情影響,2020年遊客數量減少,它們享受了難得的悠長假期,數量在有了一定程度的恢復,達到了1500只左右。這也算是全球新冠肆虐的困境中難得的讓人有一絲欣慰的事情了。

剛出生兩天就要跳百米高崖,曾被當作“海鮮”的藤壺鵝…

剛出生兩天就要跳百米高崖,曾被當作“海鮮”的藤壺鵝是有多猛? 40層樓高的懸崖邊緣,有5只毛絨絨的藤壺鵝幼崽,它們剛出生兩天卻要面對一生之中最大的挑戰“絕壁求生”。 白頰黑雁是一種中型雁,屬鴨科黑雁屬,又叫“藤壺鵝”。成年體長55-70厘米,翼展1.30-1.5米,體重1.2-2.3公斤是我國家鵝的近親,經常在北大西洋上空排成“人”字型進行遷徙。 “藤壺鵝”是海鮮? 在西方天主教曾有規定,每週五為齋戒日,不能吃鳥獸肉。白頰黑雁一眼看去便知是鵝,但中世紀的西方人卻硬說是海鮮,於是便能在齋戒期享用。 圖:《植物誌》插圖 1597年,英國教會植物學家傑勒德發表的《植物誌》裡描述:海面上有一些浮木,木頭上會長出貝殼,貝殼裡會長出帶羽毛的小鵝,長成後鵝會離開貝殼,生活在水面上。 圖:《宇宙學》插圖 1576年,德國數學家明斯特則在《宇宙學》將白頰黑雁歸為植物:海上的木頭會長出小樹(其實是鵝頸壺),它的果實像葉子團成的球,當果實掉到水中就會散開,裡面遊出一隻“木鵝”。 荒唐的鬧劇一直演到1751年,英國博物學家希爾發表論文稱:學會的人過於無知,拿著一根長著許多“帶毛的貝殼”的破木頭,聲稱鵝是從這里長出來的,這些長毛的東西是一種藤壺,海洋裡的“寄生蟲”,那些毛是藤壺的用來捕食的毛須,不會長成羽毛。 從此,白頰黑雁便從齋戒日的菜單上消失,還多了個外號“藤壺鵝”,而那種像鵝頸一樣的“藤壺”則被稱為“鵝頸壺”。西方的科學是從宗教中獨立出來的,中世紀以前,只有神職人員才能研究科學。有傳聞:弄出這麼多故事,只是教會人員為了在齋戒日吃口肉。事情雖然荒唐卻說明了一件事:白頰黑雁繁殖地太過神秘,中世紀以前無人知曉才可以拿來做文章。 神秘的繁殖地 大雁(鵝)大多在濕地、沼澤等水源地附近繁殖,白頰黑雁主要在北極附近的島嶼上繁殖。它們的天敵是北極狐與北極熊,為了躲避天敵,白頰黑雁會將巢築在高聳的石塔之巔,如此極端的孤立方式才能遠離地面的掠食者,從而安心繁衍,孵化幼鳥。 不過,幼鳥需要為這種安全付出更大的代價。懸崖峭壁上並沒有草可供幼鳥食用,而羽翼需要8週的生長才具備飛行條件。於是就有了開始的畫面,父母在峭壁下似乎在喊:“要么餓死,要么跳下來”。幼鳥只能冒死跟隨,這是每一隻白頰黑雁都需要經歷的過程。 跳懸崖看似憑運氣,實際暗藏玄機。幼鳥蹬腿縱身一躍,蹬腿要掌握好力度,如果太用力,會離峭壁太遠,意味著將從120米高空,“砰”一聲直接砸在碎石上;如果力太小,則離峭壁太近,下落過程會不斷撞擊峭壁上的岩石,一路跌跌撞撞,不死也成殘廢。 當然,體重較輕、羽翼豐滿、有膽識的小傢伙們,可以用力一躍,直接從120米高空乘風滑落,不過這種資質萬里挑一。正確做法要將下落分解成幾段,幼鳥的肚子較為柔軟,有大量的羽毛。在下落過程中努力調整好撞擊姿態,每次遇到岩石就利用肚子相迎,使撞擊得到緩衝,下落速度得到減緩,從而提高生存率。 幼鳥即使從父母身邊落下,父母也不會上前幫助。當最後一隻幼鳥落地,父母會呼喚幾聲,似乎在喊“集合,前進”,然後便轉身離去,摔得七葷八素的幼鳥必須立刻站起來,快速跟上父母的腳步。 不久後,聽到白頰黑雁叫聲的北極狐父母會領著小北極狐前來享用美餐,有些幼鳥依然活著,它們只是短暫失去行動能力,但動物世界沒有商量的餘地,它們只能在狐口下跟這兩天的鳥生告別。 白頰黑雁一窩會產出4~8隻幼崽,跳崖後能活下來的只有50%。在人跡罕至的懸崖峭壁上,幼鳥從出殼到跳崖僅有兩三天時間,它們一部分進到掠食者肚裡子,一部分突然出現在濕地上,所以在中世紀西方人的眼中,它們似乎憑空而降,這才有了那麼多荒唐的假說。 跳崖看似殘忍,其實是在每一代中挑選強壯、靈敏、適合飛行的優秀基因。生命的歷程隨著每一代子孫的降生而重新開始,億萬年來皆是如此。只有成功落地的白頰黑雁才有機會完成生命的接力,在偉大的生命歷程中,它的重要性相當於永生。

牛頓力學為什麼有絕對空間?

牛頓力學為什麼有絕對空間? 說完量子力學,接下來肯定要說說相對論,畢竟相對論也是當今物理學的兩大支柱之一。那麼在講相對論之前,還是很有必要先了解下牛頓力學,因為相對論本身就是統一牛頓力學和電磁學的一個全新的理論。 好,進入今天的正題。 首先我們從牛頓定義出來的絕對空間入手,來了解牛頓力學的基本體系。我們知道絕對空間是牛頓力學中經常被詬病的地方,在相對論出來以後,我們常會說,愛因斯坦否定了絕對空間的存在,認為空間也是相對的,那為什麼牛頓當年非要冒險定義出絕對空間,這個看不見,摸不著的東西? 這事還得從伽利略說起,因為從伽利略開始,經典力學才有了雛形,我們對物體的運動規律才有了較為正確的認識,之前古希臘那一幫子人,總喜歡搞哲學上的思辨,在認識世界的過程中只注重理性思維的作用,從來不親自動手驗證一下自己說的對不對。 而且他們一上來就直接想揭示事物背後的真理,回答物體為什麼運動,這樣本質性的問題?從來不會研究物體運動的過程,試想一下,你對物體運動的過程都不了解,如何能揭示出物體為什麼運動,這樣本質性的問題。 而伽利略不同,他是第一個將理​​性思維和實驗結合起來的人,開創了近代物理學研究的範本。並且伽利略不再執著於追問物體為什麼運動?而是對物體運動的過程進行了精確的描述。 所以從伽利略開始,我們就有了兩個重要的力學規律,以及一個基本原理。第一個是:自由落體定律,再一個是慣性定律,以及相對性原理。 自由落體定律說的是,在不考慮空氣阻力的情況下,重物和輕物下落的時間是一樣的,原因是他們在下落的時候都有一個固定的加速度,這是後來牛頓才給出了完整的數學描述。 但伽利略還是用實驗有力的否定了2000年來,亞里士多德的觀點,不過伽利略並不是做得比薩斜塔實驗,這是後來他的學生杜撰的。 慣性定律說的是,物體一旦運動起來,在沒有受到外力阻止的情況下,它將一直運動下去。可以看出,伽利略只說了個大概,表述得併不那麼完整。笛卡爾後來在他的《方法論》中給出了完整的描述,基本上和我們今天聽到的版本一樣。 不過,伽利略的說法還是有力地反擊了,亞里士多德所描述的自然運動和受迫運動,亞里士多德認為,任何物體總是傾向於回到他的自然位置,比如蘋果的下落,是因為蘋果想回到地球的中心,地球的中心是宇宙的中心,所以也是蘋果的自然位置。 這種想回到自然位置的運動,不需要任何力的作用,亞里士多德稱之為自然運動,受迫運動說的是,當物體受到外力的時候,被迫離開原來位置的運動。如果外力消失,物體會停止運動,傾向於回到他的自然狀態,也就是靜止的狀態。 在亞里士多德的世界中,任何物體都傾向於靜止,所以靜止狀態就有了絕對的優越性,反而運動成為了反常的行為。 很明顯,亞里士多德的話沒有一句是靠譜的。 而伽利略強調的是靜止和勻速直線運動是完全等價的兩種狀態,並且給這兩種狀態起了個名字叫慣性系。 因此就有了相對性原理,說的是在任何慣性系中,力學定律保持不變。比如說,在一個勻速直線運動的火車中,如果你不往外看,你是無法區分火車是在運動,還是靜止。 也就是說,不管你做任何力學實驗,都無法區分火車的運動狀態,比如你在火車上觀察小球的自由落體,跟地面上得到的力學規律是一樣的,在火車上打乒乓球,跟地面上的感受完全一樣。 伽利略還給出了相對性原理的數學描述,這個特簡單,小學的應用題經常會用到伽利略變換。 可以看出伽利略的貢獻就是牛頓力學的根基,其實還有笛卡爾,不過由於笛卡爾的位置比較尷尬,正好處在了伽利略和牛頓的中間,所以作為科普一般都會略過笛大神,不過要是講到科學史,或者是哲學,那笛卡爾就是一個非講不可得人物了。 這裡就按照慣例,我們直接說牛頓,牛頓可以說是完全繼承了伽利略的力學規律,以及笛卡爾的哲學觀,在1687年以一本《自然哲學的數學原理》發展了前人的思想,提出了牛頓力學三大定律,以及萬有引力定律,統一了天地。 從牛頓的《原理》中,我們可以看到歐幾里得《幾何原本》的身影,從定義和公理出發,經過邏輯嚴密的數學演繹,得出結論,進而構建整個科學體系。 因此牛頓的《原理》也就成為了後世所有理論體系的範本。 《原理》開篇就對質量進行了定義,說質量可由密度和體積共同求出。 並且在力學第一定律中明確地給出了慣性定律的表述,一個質點在不受外力的情況下,將保持靜止或勻速直線運動。 第二定律其實是第一定律的延伸,也就是一個物體在做慣性運動的時候,突然給他施加一個力會怎麼樣? 牛頓發現,力會改變物體的運動狀態,產生一個加速度,這就是牛頓第二定律F=ma。如果這只是中學物理,這個公式就這樣了,看起來很簡單,不需要進一步描述。 但是我們講的是相對論,所以我們要重新認識一下這個公式。 這裡的加速度a是速度的變化率,是速度對時間的導數,也就是在某個無窮小的時間內的速度。可以說當時沒幾個人可以算出a的大小,因為微積分是牛頓發明的,專門用來求解瞬時速度的問題。 牛頓還發現,相同大小的力施加在不同的物體上,產生的加速度卻不一樣?這是為何?你可能會說,這是質量不一樣,這是中學老師的說法。背後的真實原因,非常的深奧。 牛頓認為這是慣性的原因,物體所具有的慣性總是傾向於讓它保持原先的運動狀態。慣性小,物體對力的反應就大,慣性大,對力的反應就小。 慣性的大小,可以通過“慣性質量”來衡量,所以慣性質量的定義是,改變物體運動狀態的難易程度,或者說是一個物體抵抗外力的能力。 可以看出,F=ma中的其實是慣性質量,跟我們常說的質量,也就是引力質量完全不同,它倆並不是一個東西,慣性質量是抵抗力的能力,而引力質量是產生引力的原因。 至於它倆為何相等,至今是個未解之謎,而且關於慣性質量和引力質量之間的關係,會一直延續到廣義相對論。這個我們後面還會詳細地說到。 根據上面的描述,可以看出,第一定律其實就是第二定律的一個特殊情況,也就是當力消失了以後,物體的運動狀態。所以牛頓還從第二定律中窺見了物體下落的原因,很顯然物體是受到了某種力的作用,才有了自由落體運動,不然按照第一定律,物體應該勻速直線運動或者靜止在半空中。 因此牛頓在尋找這種力的時候,就發現了萬有引力,並給出了一個簡潔的數學描述,引力的大小跟質量成正比,這裡的質量就是引力質量,跟距離的平方成反比。 所以第一定律和第二定律可以說是整個牛頓力學的核心,那麼最關鍵的問題來了,這兩個定律在何種情況下成立? 慣性系!伽利略的相對性原理都說了,力學定律在慣性系下形式保持不變。那麼什麼是慣性系? 在不受外力的情況下,靜止或者做勻速直線運動的參考係就是慣性系,那麼不受外力是什麼意思?就是在參考系中靜止,或做勻速直線運動。 發現沒有,這裡存在一個循環論證的問題,我們用不受力定義慣性系,又用慣性系定義不受力,這種循環論證,說明了慣性系在理論上根本無法定義。 而且,我們在實踐中也根本找不到所謂的慣性系,地球在轉動,很明顯的科里奧利力可以讓我們知道地球在轉,不僅如此,太陽在轉,銀河系在運動,根本就沒有慣性系。 那麼沒有所謂的慣性系,也無法對慣性系進行定義,那麼現實中存在的都是受力的非慣性系,那牛頓第二定律就不成立,只在理想狀態下成立。 牛頓力學連成立的基礎都沒有,怎麼辦?這難不倒牛頓,在他的《原理》中,牛頓對空間做瞭如下的定義:絕對的空間,其自身特性與一切事物無關,處處均勻,永不移動。 牛頓描述了一個絕對靜止的空間,因此絕對空間就成為了一個遍布全宇宙的,完美的慣性參照系。那麼相對於絕對空間靜止,做勻速直線運動的參照系,就是一個慣性系。 而相對於絕對空間做變速運動的參照系,就是一個非慣性參照系。這樣一個簡單的定義,就讓牛頓力學有了堅實的基礎,可以區分慣性系和非慣性系。 在慣性系中牛頓力學成立,在非慣性系中,牛頓為了彌補自己理論的缺陷,就假想出了一個慣性力,有了慣性力的加入,牛頓力學就可以非慣性中成立了。 那麼什麼是慣性力?為什麼要假像一個慣性力? 舉個簡單的例子,在一列勻速直線運動的火車上,你的桌子上放了一個小球,這是火車突然以加速度a向前提速,這時你就會看到小球以加速度a向後滾動。 但是按照牛頓力學的分析,小球只受到了重力和桌面的支撐力,為何小球會突然以加速度a向後滾動,牛頓力學在非慣性系中就遇到了困難。 這時只能假像有一個向後的力作用在了小球的身上,這個力的大小和火車的加速度跟小球的慣性質量有關,所以就叫慣性力。 如果火車一直以a加速的話,那麼這個慣性力會一直存在。慣性系雖然是假像出來的,但是這個力對物體的作用真實有效。 好了,今天的內容就到這裡。下節課,我們說牛頓如何證明絕對空間的存在,他構想出了著名的水桶實驗,至今無解。

臀部6.5米高,從鼻子到尾巴尖30米長,是不是最大的恐龍…

臀部6.5米高,從鼻子到尾巴尖30米長,是不是最大的恐龍? 在澳大利亞有一個叫做昆士蘭州的地方,被當地人譽為“陽光之州”,地球上已知的最大珊瑚礁群大堡礁就在這裡。但作為六大州之一,卻鮮有人知它的名字,其實是在紀念維多利亞女王,其172.72萬平方公里的佔地面積,相當於澳大利亞大陸總面積的五分之一多一點,是六個大洲中面積第二大的州。 同樣是在昆士蘭內陸,古生物學家意外發掘出一種巨型生物,後來經過研究確認為泰坦龍,從它的尾巴尖到鼻子的長度有30米的樣子,就像籃球場那麼長,而它的臀部距離地面應該也有6.5米,相當於現在的兩層樓房那麼高。 這個意外發現的泰坦龍,雖然有好幾塊骨頭都被踩在它身體上的其他恐龍給壓碎了,但研究人員通過各種技術分析得出,新發現的泰坦龍在活著的時候,體重應該在25到82噸以內,可能有人會覺得為什麼這個浮動範圍如此大。 其實這個問題並不難理解,正如身高相同的人,體重也可能存在好幾倍的差距,比較發掘出的恐龍早已沒有了體表組織,剩下的都是化石骨骼。為了將這個研究多年的泰坦龍與其他恐龍區別開來,研究人員還給它取了一個名字叫做庫珀。 實際上,庫珀的遺體早在2004年的時候就被發現了,而發現該動物遺體的人,竟然是當時還只有14歲的桑迪·麥肯齊,那時他的身份還只是羅賓·麥肯齊的兒子,如今已經稱為埃羅曼加自然歷史博物館的館長。僅僅是取出那些被發現地的化石骨骼,研究人員們就花了很大一部分時間,挖掘和研究過程都十分重要。 在庫珀的全部化石骨骼出土以後,研究人員們要做的第一件事,便是將它的骨骼和其他恐龍、以及其他物種的骨骼進行詳細比對,這也是為什麼這個研究結果竟然耗費了如此漫長的時間。 庫珀的每一塊骨骼都經過了3D掃描技術的驗證,每一種蜥腳類恐龍都在用來進行比較的隊列中。與此同時,就在恐龍化石較近的區域內,研究人員還發現了近百米長的岩石遺址,大家猜測那可能是當年蜥腳類動物常走的“高速公路”,也包括這次被證實的泰坦龍庫珀在內。 雖然,研究確定的泰坦龍並不是全世界最大的恐龍,但它的體型依然突破了記錄,成為了澳大利亞有史以來發現的最大恐龍,也是最大的野獸,這不過這種野獸並不愛吃肉,因為,它們原本就是爬行足和食植物的動物。 實際上,如今大家發現的尾脊椎殘體,也很多都被壓成了碎片,曾經來自阿根廷的古生物學家,曾意外發現過一具保存相對更為完成的泰坦龍化石,該恐龍的骨骼化石表明它在被埋葬的時候還是沒有成年的泰坦龍,距離現在大約有7100萬年的時間,就連腳上的爪子都保存得特別完好。 大家都知道,即​​便時至今日,恐龍到底因何從地球上滅絕了,暫時也沒有哪個專家能解釋清楚,一個稱霸地球一億多年的物種悄無聲息地消失了,人類知道它們存在過還是通過化石發現的,而且是直到19世紀的時候,我們才知道這個世界上竟然還有恐龍這麼有意思的動物。有些“腦洞”比較大的朋友認為,它們可能乘著非常去其他星球了,但很明顯,這個說法沒有任何依據可以站住腳,畢竟在地球過去的46億年時間裡,也只有人類這一個物種創造了社會文明。 從恐龍化石被發現的時候開始,更多人就認為它們繁衍後代靠的是“下蛋”,等到時間來到20世紀20年代的時候,美國研究人員才掌握了恐龍這種爬行動物,也是通過產卵來擴大種群數量的最早證據。後來,科學們在發掘恐龍遺骨的同時,還發現了不少恐龍蛋,以及恐龍的巢穴,也就是從這個時候開始,我們才正兒八經確定了,原來恐龍的確是一種產卵的動物,只是如今我們再也沒有機會親眼目睹它們出生、繁衍和老去了。

動物沒有近親繁殖的問題嗎?為什麼感覺可以隨意交配?

動物沒有近親繁殖的問題嗎?為什麼感覺可以隨意交配? 哈布斯堡家族標誌性的臉 表哥表妹,親上加親的習俗之所以被摒棄,就是為了避免近親婚配帶來的基因缺陷,歐洲皇室哈布斯堡家族標誌性的“鞋拔子”臉,就是近親結婚導致的。 然而在動物中,尤其是一些寵物,眾所周知,品種越純價格越高,串兒一般都不值錢。 為了能賣個好價錢,人們常常會讓寵物近親繁殖,來保證寵物品種的純正。 從這個角度來看,似乎動物的近親繁殖並沒有給它們帶來多大的煩惱,難道動物不存在近親繁殖的問題嗎? 顯然不是。近親繁殖是雙刃劍,結果有好有壞,好的更純正,壞的也更容易。 首先來說說,為什麼近親繁殖會地帶來基因缺陷? 眾所周知,人類和大部分的動物都是有性生殖的,下一代的基因,一部分來自父本,一部分來自母本。 就以人體為例,正常情況下,總共有46條(23對)染色體,一半來自父親,一半來自母親。 人體並不完美,每一個個體都存在很多“壞基因”,會帶來健康問題和身體缺陷。 有性生殖的好處就是,下一代的基因是父母雙方“雜糅”在一起的,即使父本基因中存在“壞基因”,母本基因中也會提供一些“好基因”來修飾“壞基因” ,以保證下一代個體的健康。 比較典型的就是一些隱性疾病,例如白化病,只有當兩個隱性基因結合的時候,才有可能表現出疾病,假設基因型為aa,它的基因攜帶就有以下幾種情況: 1、父母基因:AA和Aa,孩子基因:1/2的AA和1/2的Aa 2、父母基因:Aa和Aa,孩子基因:1/4的AA、1/2的Aa和1/4的aa 3、父母基因:AA和AA,孩子基因:AA 4、父母基因:aa和aa,孩子基因:aa 近親繁殖,一般來說父本母本的基因型相同概率很大,更有可能出現第2第3第4三種情況,由此可以得出: 近親繁殖產生的個體中,基因缺陷的概率會比正常情況大得多,即使外表看起來很正常,基因中也會攜帶壞基因,若近親繁殖多代,壞基因會一直在家族基因庫中,結局一定會產生基因缺陷個體。 但這並不意味著近親繁殖產生的個體一定是患有疾病的。 第2和第3種情況,產生患病個體aa的概率就很小,尤其是第3種情況,簡直就是優良基因的延續。 總的來說,近親繁殖,由於基因型相似,更容易出現基因缺陷個體,但若利用得當,也更有利於鞏固和保持優良基因,這也是寵物近親繁殖保證血統純正的原因。 其次,有的選,動物也會避免近親繁殖; 動物雖然沒有人這麼“精明”,但是它們也有自己的方式去識別自己的“家人”,避免近親繁殖。 一些動物會通過氣味來識別,在有選擇的情況下,會優先選擇親緣關係遠一點的個體繁育後代。 然而動物的生存環境是比較殘酷的,很多時候,它們沒得選。 尤其是人們圈養的動物,沒有機會認識其他同類,到了繁殖期,只能就近選擇,就會出現近親繁殖。 更為甚者,同一個圈養環境,若沒有同類,也有可能發生“跨物種”戀愛的。 沒得選,狼愛上羊也是有可能的。 動物近親繁殖也會出現問題,只是我們沒有太注意; 在野外,一般很難觀察到動物的繁殖情況,野外情況復雜,近親繁殖產生的後代,一般個體壽命不長,有時還沒長大,就已經死亡。 從另一個角度來說,大自然是最好的“清道夫”,不健康的個體總是會被“優勝劣汰”的。 在圈養環境中,近親繁殖比較普遍,但並不是每一個近親繁殖的後代都會出現問題,存在一個概率問題。久而久之,會讓人誤解近親繁殖對動物是沒有任何影響的。 肌肉極其誇張的比利時藍牛 最為重要的是,人類變態的審美正在忽略動物的“感受”。 人類奇特的審美,已經改變了很多寵物的命運。 為了追求渾圓的臀部,人們剪掉了柯基的大尾巴,很多人就誤認為柯基天生沒有尾巴; 為了保持鬥牛犬蠢萌的面部,人們進行選擇性繁育,鬥牛犬面部越來越短,甚至影響了它的呼吸; 為了保證肉的口感,比利時藍牛的肌肉越來越誇張。 近親繁殖獲得的純種基因,對於我們來說或許是好基因,但對於動物來說,未必是。 所以,不是動物不受近親繁殖的影響,一方面是我們沒太注意,另一方面,是我們追求利益,選擇“視而不見”,主動忽略動物的感受。

根據引力時間膨脹效應,黑洞中呆1小時,地球過了多少年…

根據引力時間膨脹效應,黑洞中呆1小時,地球過了多少年? 有人問:如果一個人在黑洞裡,1小時等於地球多少年? 這是一個違背科學常識的問題,一定要回答的話,我只能說:已知世界的任何物質都無法保持原樣的進入黑洞,更別說很脆弱的生命和人類了。 因為黑洞裡不會有我們已知物質存在 我們分層次描述一下黑洞:在黑洞極端引力和角動量作用下,在黑洞吸積盤中飛速旋轉的物質都會在碰撞中化為齏粉,這個齏粉絕不是我們通常理解的齏粉,而是成為了基本粒子。在黑洞吸積盤從外沿到內沿,速度從每秒數千千米到數万千米,接近黑洞事件視界時,速度甚至接近光速。 在這樣的速度碰撞下,會發出極高溫度,從外圍的數千度到裡面的上億度,甚至數千上萬億度,在黑洞事件視界附近,原子已經解體,物質成為稠密的夸克湯,吸積盤會發出明亮的可見光和不可見的X射線、伽馬射線。 這些都是在黑洞視界以外被拉扯物質發出的迴光返照,這些物質一旦被吸進黑洞視界以內,就再也不是我們認識的物質了,就連基本粒子也不存在了,現在的科學還無法解釋黑洞物質是一種什麼形態,只知道所有的質量都會無限坍縮到核心那個的奇點裡,這個奇點無限小。 奇點到底有多小,沒人知道,但至少要小於普朗克尺度。普朗克尺度約為1.6*10^-35m,比電子小20個數量級。所有物質都被壓縮到這個奇點裡,現在的理論無法解讀這是一種什麼樣的物質。 黑洞奇點都一樣小,但視界與質量成正比。 何謂視界,就是黑洞能被看到和看不到那個臨界點,又叫史瓦西半徑。 再大的黑洞,比如3個太陽質量的黑洞與1000億個太陽質量的黑洞,中心都只有一個無限小的奇點,在奇點周圍就是一片虛無的空間,光也只能跌落進奇點,所以這片虛空什麼也沒有,什麼也看不見。這個虛空是圍繞著奇點的一個球狀,這個球狀的大小就不一樣了,而是與黑洞質量成正比,質量越大,這個球狀空間越大。 這個空間就叫史瓦西半徑,計算半徑大小的公式為:R=2GM/C^2。這裡的R表示史瓦西半徑,單位m(米);G為引力常數,取值約6.67*10^-11;M表示天體質量,單位kg(千克);C為光速,單位m/s(米/秒)。 在這個史瓦西半徑的臨界處就是黑洞事件視界,也是物質可見和不可見的臨界點。在視界外,物質即便粉身碎骨,也還能夠以可探測的方式呈現,人們可以看到其發出來可見光,探測到X射線和伽馬射線;在事件視界內,一切都化為烏有,連光也無法逃出。 在這種該狀態下,人類怎麼可能體驗在黑洞中過一小時的感覺呢?不過,愛因斯坦廣義相對論給了我們從理論上理解黑洞中時間流逝的狀態,這就是引力時間膨脹效應。 時間在不同速度和引力狀態下,流逝速度不一樣 在愛因斯坦廣義相對論中,有兩個時間膨脹效應,一個是速度時間膨脹效應,一個是引力時間膨脹效應。簡單地說,就是在不同的參考系中,時間流逝是不一樣的,速度越快的參考系中,以及引力越大的參考系中,時間流逝速度越慢。 比如在地球表面和運行在太空的衛星上,時間流逝就有差別。人與地球相對是靜止的,而天上衛星相對地球速度是較快的,因此衛星上相對地球表面的時間流逝要慢一點;而地球表面引力更大,衛星距離地球表面遠,引力相對要小一些,因此地球表面又比衛星上的時間流逝要慢一些。 這樣里外一折,天地時間就有了差異。這樣,科學家們就需要對導航衛星時間進行相對論調整,才能夠精準地進行定位導航。 當然地球和衛星這點引力和速度導致的時間差異很小,只是以毫秒計,並不明顯。但如果移到黑洞附近的引力,就不可同日而語了。在美國科幻片《星際穿越》中,庫珀等宇航員們駕駛的飛船進入黑洞附近巨大引力場,經歷1小時地球就過了7年,時間膨脹了6萬多倍。 為什麼會這樣呢?這是因為引力越大,導致的時間彎曲越大,時間流逝就越慢。 引力時間膨脹效應 愛因斯坦廣義相對論中得出了引力時間膨脹的公式,表達為:t’=t*√(1-2GM/rc?)。這裡,t’表示引力時間膨脹效應值;t為低引力慣性系觀測者時間流逝值;G為引力常數;M為天體質量;r為天體半徑;c為光速。 通過以上公式我們可以得出,時間膨脹程度與質量的開方成正比,與半徑(或距離)開方成反比。即天體質量越大,時間膨脹越大;半徑(距離)越小,時間膨脹越大。而在黑洞史瓦西半徑以內,是質量壓縮的極端臨界點,由於光都無法逃逸,引力達到無限大,因此那裡的時間是靜止的。 如果一定要假設某個人在黑洞中過一小時,地球上過了多久,那麼我告訴你,那個人根本就感覺不到時間的流逝,地球過了1億年1000億年,他也沒過1秒鐘。 但《星際穿越》中的庫珀等宇航員們,在一個1億倍太陽質量黑洞旁的米勒星球上,1小時相當於地球7年,根據引力時間膨脹公式就可以計算出這個星球與黑洞中心的距離,現在把這個題解留給讀者,你能計算出這個星球的距離嗎? 有興趣者可以在評論區將計算結果留言討論。 如果你計算的正確,你會發現要達到這樣大的時間膨脹效應,必須在距離黑洞事件視界很近的地方,在這樣近的距離,理論上星球和飛船都是無法生存的。因此《星際穿越》就是一個科幻,而且並不是嚴謹符合科學理論的科幻,觀眾只要認真享受其中的藝術感染力就好,千萬別鑽理論牛角尖,如糾纏科學理論就會讓你感到很失望。 謝謝閱讀,歡迎討論。如喜歡我的文章,就請給個關注和點贊吧,再次感謝。 時空通訊原創版權,侵權抄襲是不道德的行為,敬請理解合作。