#菏泽##菏报时政##菏泽日报##菏你同心抗疫##疫情防控# 【疫情之下,芍药鲜切花的“危”与“机”】春末夏初,这是一个属于芍药的季节。近年来,随着人们消费水平和审美能力的提高,芍药鲜切花市场逐渐扩大,这为菏泽芍药产业化发展提供了机遇,而“互联网+”给这一产业发展插上了“翅膀”。
今年受疫情影响,菏泽芍药鲜切花产业发展遇到一些困难。我市相关部门、花农、销售商等积极采取措施,化危为机、危中寻机,积极推进菏泽芍药鲜切花产业发展。
芍药鲜切花品种增加到30多个
多谢化工怜寂寞,尚留芍药殿春风。
春末夏初,芍药花蕾已成,正是赏花、切花的好时节。4月27日上午,菏泽星光牡丹专业合作社芍药种植基地内,五颜六色的芍药令人眼花缭乱。有盛开的,有含苞待放的,一朵朵芍药在微风中拥抱着明媚的阳光,蜜蜂和蝴蝶在花丛中飞来飞去。菏泽星光牡丹专业合作社总经理庞绍国正带领几名工人剪切芍药。只见他们左手虚扶花蕾,右手用剪刀在花枝上一剪,一枝芍药便切了下来。值得注意的是,这些女工切花时并没有选择花大色艳的芍药而是选择含苞待放的。“芍药鲜切花,要选择芍药花蕾成熟但是尚未开放的时候,一旦开放就没有什么价值了。”庞绍国对记者说。
“维士与女,伊其将谑,赠之以芍药。”这是《诗经·郑风·溱洧》中留下的诗句。《溱洧》如同一幅淳美的古代风俗画,带我们回到《诗经》时代那个已经消失于时间丛林中的情人节——上巳节,让我们聆听到从芍药花瓣中传出来的爱的声音。
一枝芍药从《诗经》中走来,随时光荏苒,香飘千年。芍药栽培历史悠久,花大色艳、妩媚多姿,故名“娇客”;它花开春末,犹如春天最后一杯美酒,故名“梦尾春”。如今,随着科技的发展和人们消费的需要,芍药也走入鲜切花的行列。4月底5月初,正是芍药成熟、制作鲜切花的好时节。
从牡丹区到菏泽开发区,或成方连片或犄角旮旯,马路边、树丛中、麦田旁,到处都可以看到芍药的绰约风姿和人们加工芍药鲜切花的热闹场景。
记者看到,工人们将一枝芍药从植株上切下,一般保留一段枝条,这样方便制作花篮、花束、花环。切下芍药只是制作鲜切花的第一步,随后还要进行分拣、清洗、包装、冷藏、运输等多个环节,环环相扣。
“经过近几年的发展,芍药鲜切花品种已经增加到30多个,涉及多个色系。”庞绍国介绍,“芍药品种有几百个,但并不是每种芍药都适合鲜切花。用于切花的芍药,一般要求花朵直径在15厘米以上、花瓣层次感强、花枝较长,适宜运输、冷藏,插在水里易于开放。”
随切花工人走进花田,不大会工夫,记者身上便沾满了两种东西,一种是黏稠、透明的物质,另一种是淡黄色的物质。“黏稠的是芍药蜜,淡黄色的是芍药花粉。”庞绍国解释。这时候,记者才注意到切花工人身上都套着一层塑料膜,那是防止芍药蜜和花粉上身的。
品种花色巧搭配,开拓销售渠道
“黄色的芍药今天也不收吗?”一名急于售花的花农问。
“今天先停一停吧,明天再说。”庞绍国说。
花农离去,庞绍国转身对记者说:“我这个芍药鲜切花加工车间,去年有30多个工人上班,今年是10多个。”据其介绍,受疫情影响,今年芍药鲜切花价格有所下降、销量有所减少。“从我的销售体验来说,价格下降3成左右。”庞绍国说,“上海、北京、杭州、成都等消费量较大的市场,都不同程度受到了疫情的影响,很多货发不过去。”
在这种情况下,庞绍国采取巧妙搭配品种、花色的方式,来开拓销售渠道、促进销售。“去年比较名贵的品种,比如珊瑚,10枝卖98元。我们今年将名贵品种与普通品种进行搭配销售,10枝卖68元。”庞绍国说。
在芍药鲜切花加工车间内,记者看到,几名女工将刚切下的芍药放入水中进行仔细清洗。“芍药花蕾上沾有芍药蜜,要清洗干净。”庞绍国介绍。旁边,几名女工将芍药枝条上多余的叶子去掉,这样可以增强芍药的观赏性。
10枝一束,装入统一的包装箱。旁边的快递员麻利地贴上电子面单,记者看到上面有发货地址、联系电话等。
庞绍国介绍,一枝芍药从田间地头走向大邑都市,需要经过一系列程序。在这个过程中,芍药的价值也完成了一次次升华。
多措并举,化危为机
“喜忧参半,稳中有进”,谈起今年菏泽芍药鲜切花市场行情,菏泽牡丹商会会长吴勇华说,“忧的是上海等大城市因为疫情的原因,市场严重缩小。上海芍药鲜切花市场份额约占全国4成多,上海封控抗疫对菏泽芍药鲜切花的影响还是显而易见的。但是,另一方面,全国老百姓的消费水平和审美能力不断提高,芍药鲜切花市场总体越来越大,这为我们提供了更多的销售渠道。”
宜未雨而绸缪。据吴勇华介绍,今年春天以来,菏泽牡丹商会、菏泽市牡丹芍药切花协会等行业组织积极采取措施,应对疫情对芍药鲜切花市场带来的冲击。“我们提前进行预判,向全国从业者发出邀请,双方建立一种比较好的合作关系。”吴勇华说。
2月22日,昆明国际花卉拍卖交易中心有限公司与菏泽牡丹芍药鲜花产业战略合作洽谈会召开。菏泽市牡丹产业发展中心党组成员刘继国在致辞中表示,经过多年发展,目前菏泽已成为全国栽培面积最大、品种最多的芍药切花产地。昆明国际花卉拍卖交易中心有限公司是全球领先、亚洲交易规模最大的专业花卉拍卖市场,双方的合作将共同推动菏泽牡丹芍药鲜花产业的发展,助力菏泽形象打造和城市品牌提升。“昆明国际花卉拍卖交易中心有限公司的到来,给广大牡丹、芍药鲜切花生产者带来无穷的发展动力,通过双方的交流合作,我相信菏泽牡丹芍药的切花生产技术将再上一个新的台阶。”菏泽市牡丹芍药切花协会会长周长玉说。
据吴勇华介绍,为了提高切花质量,我市积极与中国农业大学高俊平团队进行合作,进一步完善了芍药鲜切花采切标准。“我们通过网络进行线上培训,进一步提高了广大花农的芍药鲜切花采切技术和预处理技术。”吴勇华说。
另外,我市花农积极根据市场变化,今年早早地采取大棚增温、地膜覆盖等措施,拉长了芍药鲜切花的供应时间,在价格上更具有竞争优势。(菏泽报业全媒体记者 姜培军)
今年受疫情影响,菏泽芍药鲜切花产业发展遇到一些困难。我市相关部门、花农、销售商等积极采取措施,化危为机、危中寻机,积极推进菏泽芍药鲜切花产业发展。
芍药鲜切花品种增加到30多个
多谢化工怜寂寞,尚留芍药殿春风。
春末夏初,芍药花蕾已成,正是赏花、切花的好时节。4月27日上午,菏泽星光牡丹专业合作社芍药种植基地内,五颜六色的芍药令人眼花缭乱。有盛开的,有含苞待放的,一朵朵芍药在微风中拥抱着明媚的阳光,蜜蜂和蝴蝶在花丛中飞来飞去。菏泽星光牡丹专业合作社总经理庞绍国正带领几名工人剪切芍药。只见他们左手虚扶花蕾,右手用剪刀在花枝上一剪,一枝芍药便切了下来。值得注意的是,这些女工切花时并没有选择花大色艳的芍药而是选择含苞待放的。“芍药鲜切花,要选择芍药花蕾成熟但是尚未开放的时候,一旦开放就没有什么价值了。”庞绍国对记者说。
“维士与女,伊其将谑,赠之以芍药。”这是《诗经·郑风·溱洧》中留下的诗句。《溱洧》如同一幅淳美的古代风俗画,带我们回到《诗经》时代那个已经消失于时间丛林中的情人节——上巳节,让我们聆听到从芍药花瓣中传出来的爱的声音。
一枝芍药从《诗经》中走来,随时光荏苒,香飘千年。芍药栽培历史悠久,花大色艳、妩媚多姿,故名“娇客”;它花开春末,犹如春天最后一杯美酒,故名“梦尾春”。如今,随着科技的发展和人们消费的需要,芍药也走入鲜切花的行列。4月底5月初,正是芍药成熟、制作鲜切花的好时节。
从牡丹区到菏泽开发区,或成方连片或犄角旮旯,马路边、树丛中、麦田旁,到处都可以看到芍药的绰约风姿和人们加工芍药鲜切花的热闹场景。
记者看到,工人们将一枝芍药从植株上切下,一般保留一段枝条,这样方便制作花篮、花束、花环。切下芍药只是制作鲜切花的第一步,随后还要进行分拣、清洗、包装、冷藏、运输等多个环节,环环相扣。
“经过近几年的发展,芍药鲜切花品种已经增加到30多个,涉及多个色系。”庞绍国介绍,“芍药品种有几百个,但并不是每种芍药都适合鲜切花。用于切花的芍药,一般要求花朵直径在15厘米以上、花瓣层次感强、花枝较长,适宜运输、冷藏,插在水里易于开放。”
随切花工人走进花田,不大会工夫,记者身上便沾满了两种东西,一种是黏稠、透明的物质,另一种是淡黄色的物质。“黏稠的是芍药蜜,淡黄色的是芍药花粉。”庞绍国解释。这时候,记者才注意到切花工人身上都套着一层塑料膜,那是防止芍药蜜和花粉上身的。
品种花色巧搭配,开拓销售渠道
“黄色的芍药今天也不收吗?”一名急于售花的花农问。
“今天先停一停吧,明天再说。”庞绍国说。
花农离去,庞绍国转身对记者说:“我这个芍药鲜切花加工车间,去年有30多个工人上班,今年是10多个。”据其介绍,受疫情影响,今年芍药鲜切花价格有所下降、销量有所减少。“从我的销售体验来说,价格下降3成左右。”庞绍国说,“上海、北京、杭州、成都等消费量较大的市场,都不同程度受到了疫情的影响,很多货发不过去。”
在这种情况下,庞绍国采取巧妙搭配品种、花色的方式,来开拓销售渠道、促进销售。“去年比较名贵的品种,比如珊瑚,10枝卖98元。我们今年将名贵品种与普通品种进行搭配销售,10枝卖68元。”庞绍国说。
在芍药鲜切花加工车间内,记者看到,几名女工将刚切下的芍药放入水中进行仔细清洗。“芍药花蕾上沾有芍药蜜,要清洗干净。”庞绍国介绍。旁边,几名女工将芍药枝条上多余的叶子去掉,这样可以增强芍药的观赏性。
10枝一束,装入统一的包装箱。旁边的快递员麻利地贴上电子面单,记者看到上面有发货地址、联系电话等。
庞绍国介绍,一枝芍药从田间地头走向大邑都市,需要经过一系列程序。在这个过程中,芍药的价值也完成了一次次升华。
多措并举,化危为机
“喜忧参半,稳中有进”,谈起今年菏泽芍药鲜切花市场行情,菏泽牡丹商会会长吴勇华说,“忧的是上海等大城市因为疫情的原因,市场严重缩小。上海芍药鲜切花市场份额约占全国4成多,上海封控抗疫对菏泽芍药鲜切花的影响还是显而易见的。但是,另一方面,全国老百姓的消费水平和审美能力不断提高,芍药鲜切花市场总体越来越大,这为我们提供了更多的销售渠道。”
宜未雨而绸缪。据吴勇华介绍,今年春天以来,菏泽牡丹商会、菏泽市牡丹芍药切花协会等行业组织积极采取措施,应对疫情对芍药鲜切花市场带来的冲击。“我们提前进行预判,向全国从业者发出邀请,双方建立一种比较好的合作关系。”吴勇华说。
2月22日,昆明国际花卉拍卖交易中心有限公司与菏泽牡丹芍药鲜花产业战略合作洽谈会召开。菏泽市牡丹产业发展中心党组成员刘继国在致辞中表示,经过多年发展,目前菏泽已成为全国栽培面积最大、品种最多的芍药切花产地。昆明国际花卉拍卖交易中心有限公司是全球领先、亚洲交易规模最大的专业花卉拍卖市场,双方的合作将共同推动菏泽牡丹芍药鲜花产业的发展,助力菏泽形象打造和城市品牌提升。“昆明国际花卉拍卖交易中心有限公司的到来,给广大牡丹、芍药鲜切花生产者带来无穷的发展动力,通过双方的交流合作,我相信菏泽牡丹芍药的切花生产技术将再上一个新的台阶。”菏泽市牡丹芍药切花协会会长周长玉说。
据吴勇华介绍,为了提高切花质量,我市积极与中国农业大学高俊平团队进行合作,进一步完善了芍药鲜切花采切标准。“我们通过网络进行线上培训,进一步提高了广大花农的芍药鲜切花采切技术和预处理技术。”吴勇华说。
另外,我市花农积极根据市场变化,今年早早地采取大棚增温、地膜覆盖等措施,拉长了芍药鲜切花的供应时间,在价格上更具有竞争优势。(菏泽报业全媒体记者 姜培军)
【如何“脫離地球”更精確地測量宇宙時間?】據國外媒體報導,出於某些原因,當我們談及恒星、星系和宇宙的年齡時,通常使用“年”進行測量和描述,我們是否有更好的方法來測量宇宙時間?
現今,我們可以追溯138億年前發生的大爆炸事件,觀測到宇宙體積延伸至461光年,但是像“年”和“光年”這樣的時間計算單位不僅是完全隨意、以地球為中心,並且從地球歷史上講,這些時間計算單位甚至沒有一致的定義。也許有更好的方法來測量時間,尤其是對宇宙而言,但每種方法都存在著缺點。
關於宇宙,我們可以提出許多宏觀的問題,但這是人類歷史上最令人費解的謎團之一,例如:“宇宙是什麼?宇宙有多大?它是永恒不變的,還是突然形成的,如果是的話,是什麼時候誕生的?”這些問題曾是哲學謎團之一,但過去100年提供了堅定的科學答案。現今基於先進的天文勘測設備,我們知道宇宙是什麼,但迄今我們所觀測的僅是直徑922億光年宇宙的一小部分;我們知道大爆炸事件,這是宇宙開始的標誌性事件,大約發生在138億年前,但準確的發生時間仍有1%的不確定性。
然而,為什麼我們測量宇宙時間和距離的所有方法都使用以地球為中心的單位呢?例如:“年”和“光年”,難道沒有一種更好、更客觀、更普遍的方法來實現嗎?答案是肯定有的,至少科學家傑瑞·貝爾(Jerry Bear)是這樣認為的。
貝爾指出,為什麼宇宙學計算,例如:宇宙年齡和大小,要廣泛地使用狹隘的、與 “年”相關的參數呢?客觀地講,將地球一年的時間概唸作為一種宇宙衡量標準是較狹隘的,光年這個概念僅與宇宙區域測量有關。
以上測量標準都是很好的觀點,但我們需要進一步擴展和思考,尋找一些替代性標準,讓我們來看一下測量宇宙時間背後的科學吧!
在地球上,只有兩種方法來理解時間流逝的概念,這兩種方法都是利用定期重現的現象,這些現象不僅對人類活動至關重要,而且對所有生物活動都至關重要,在較短的時間尺度上,我們有“天”的概念,這是很重要的,原因如下:
一天標誌著日出和日落,大致與地球繞地軸一個完整自轉週期相對應,同時,一天的時間與大多數植物和動物經曆晝夜活動和休眠的時間相對應,所有這些現象都在接下來的一天時間內重復出現,在接下來的幾天里,或許會出現實質性差異,如果我們等待的時間足夠長,這些差異就會重復出現,在一年時間里,日子會以各種方式發生變化,其中包括:日出和日落的時間提前和延遲,白天時間的增加和減少,太陽在地平線之上的最大高度和最小高度,以及季節變化週期、植物和動物生活週期等。但從一年的時間角度來講,幾乎沒有變化,幾年內重複循環出現。
基於以上分析,我們就很容易理解為什麼人們會提出一些基於“日”和“年”等概念的計時系統,因為我們在這顆星球上的活動與這些週期性循環密切相關。但通過仔細觀察,出於各種原因,我們在地球上所經曆的日和年的概念並不能很好地轉化為一組標記時間流逝的通用公式。
首先,在地球歷史上,一天的持續時間已經生了巨大變化,當月球、地球和太陽相互作用時,潮汐摩擦現象會導致一天的時間變長,月球會以螺旋方式逐漸遠離地球,大約40億年前,地球的“一天”時間僅持續6-8個小時,一年有1000多天。
然而,一年的變化,或者說地球繞太陽公轉一週所需的時間,縱觀太陽系歷史僅存在少許變化。變化的最大因素是太陽質量改變,迄今為止,太陽已損失了相當於土星的質量,該變化將促使地球被推向距離太陽更遠的區域,並導致它的軌道運行速度隨著時間推移略慢一些,這將導致一年的時間變長,但僅是略微延長——大約延長萬分之二,這相當於從太陽系誕生至今,一年的時間延長了大約2個小時。
但是為什麼我們要將地球的計時概念延伸應用於整個宇宙,以及將其他星系中行星環繞主恒星的任意運動聯繫起來呢?這是不客觀的,也不是絕對的,而且除了以地球為中心的計時標準之外,再也沒什麼用。天和年都不是普遍適用宇宙的時間度量單位,光年和秒差距(或者相關單位,例如:千秒差距、百萬秒差距或者兆秒差距)都不是普遍適用的距離度量單位。
有趣的是,有一些方法可以更客觀、理物理地定義時間,而且它們不會像以地球為中心的定義那樣存在缺陷,但是我們也有一些很好的理由不使用這些時間度量,因為每一個度量都有其優點和缺點,如果你要對某種方法使用進行論證的話,以下有一些可以考慮的選擇,人們可以從太陽系歷史角度進行分析,判斷這些方法是否比現在以年為基礎(實際上是以地球為中心的計時標準)的計時系統更好或者更差。
即使太陽系發生了複雜的天體物理變化,地球一年的持續時間仍可能是一種有效且穩定的衡量標準,我們可以使用該計時標準確定與地球相關的時間計數。由於光速是一個已知且可測量的常數,因此“光年”就作為一個推導出來的距離單位出現了,而且隨時間變化光年的計時標準僅發生很小變化,在過去數十億年的時間里,準確率一直保持在99.98%左右。
有時,我們會使用另一個重要計時定義,雖然它是間接的,但也是基於地球環繞太陽運行一年的定義——秒差距,它不是僅基於時間,而是基於天文角度和三角學原理。當地球環繞太陽運行,相對一顆“未移動恒星”的視位置,就出現了位置變化,人們可以做一個簡單的測試——只睜開左眼,然後交替睜開右眼,就會發現較近的物體相對於較遠的背景物體會出現“位移”。
在天文學領域,我們稱該現象為“視差”,我們使用地球相對於太陽位置的最大距離來代替人類左右眼之間的距離,地日軌道直徑大約3億公里,一個天體相對於遙遠背景移動1弧秒(1/3600度),將被定義為一個秒差距:大約3.26光年。以下是“脫離地球”的幾種宇宙計時系統:
1、普朗克時間
你是在尋找一個除宇宙基本常數之外不依賴任何規律的時間定義嗎?如果取三個最基本、可測量的自然常數,你可能會考慮到普朗克時間。
萬有引力常數G,光速c,以及量子常數(即簡化的普朗克常數)h,將它們結合起來,就可能得出一個基本的時間單位。雖然這對應於一個有趣的宇宙範圍,因為該等級的量子起伏不會形成粒子/反粒子成對化,但對於黑洞則不同,目前沒有相關的物理過程對應於黑洞的時間變化。普朗克時間非常小,這意味著我們甚至需要天文數字等級的普朗克時間來描述亞原子過程,例如:頂夸克,這是目前已知壽命最短的亞原子粒子,其衰變時間大約10^18普朗克時間,一年的時間相當於10^51普朗克時間,這一時間標準並沒有什麼“錯”,但它確實不符合直覺。
2、原子鐘
這是一個有趣、但令人不易接受的事實:所有關於時間、質量和距離的定義都是“非常隨意”的,1秒、1克、1公斤或者1米,都沒有實質意義,我們只是選擇這些價值標準作為人們日常生活中使用的規範常數。然而,我們確實有一些方法可以將這些選擇的量聯繫起來——通過三個基本常數萬有引力常數G,光速c,以及量子常數h,我們用它來定義普朗克時間,如果你對時間或者距離進行定義,例如:光速可以作為另一種衡量單位。
那麼,為什麼不選擇一個特定的原子躍遷來定義時間和距離呢?在原子躍遷過程中,電子從一個能級降至另一個能級,並釋放特定頻率和波長的光線,以此來確定時間和距離範圍。頻率僅是一個反比延時概念,所以人們能通過測量一個波長光線經過的時間來獲得一個“時間”單位,同時,可以通過波長定義“距離”,這就是原子鐘的工作原理,它也可以用於定義秒和米。
但這是一個任意定義,許多時間變轉太快,其時間間隔太小,不適用於日常的計時標準。例如:現代科學界對秒的定義是:一個銫-133原子超精細結構釋放的光子在真空中9192631770個波長週期。
3、哈勃時間
如果我們從另一個角度出發,而不是使用基於量子特性的更小常數,上升至宇宙尺度等級,將會怎樣呢?宇宙以特定的速率膨脹——宇宙膨脹率,該指數經常被稱為哈勃參數或者哈勃常數。雖然我們通常將它描述為一種速度-距離單位,例如:哈勃常數描述為“71 km/s/Mpc”,它也可以簡單地描述為一種逆比時間:2.3 × 10^-18逆秒,如果我們將其轉換為時間,就會得到一個計時單位——“哈勃時間”,相當於4.3 × 10^17秒,大約是宇宙自大爆炸以來的年齡。
如果我們使用光速來計算哈勃時間,就會得出“哈勃距離”為1.3 × 10^26米,或者說是137億光年。這是一種宇宙宏觀參數,我們可以使用距離單位和時間單位來研究真正意義上的宇宙尺度。
不幸的是,這樣存在一個大問題:哈勃常數並不是一個隨時間變化的常數,而是隨著宇宙年齡的增長,以一種複雜的方式不斷下降,具體取決於宇宙中所有不同成分的相對能量密度。
4、氫原子自旋翻轉躍遷
長期以來,我們試圖尋找一個更好的宇宙時間定義,有一種方法值得考慮:整個宇宙中最常見的量子躍遷。無論任何時候形成的中性氫,它的形成都是一個電子結合在原子核上,而原子核幾乎總是一個單獨、裸露的質子,當電子到達基態時,相對於質子的構型將出現兩種可能性。
電子或者質子要麼反方向量子自旋,即其中一個自旋+ 1 / 2,另一個就是自旋-1 / 2;要麼就是同方向量子自旋,即電子和質子都是自旋+ 1 / 2或者自旋-1 / 2。如果自旋是反向排列,那麼就處於最低能態;如果自旋是正向排列,那麼電子旋轉就有一定概率是自發翻轉,釋放一個特定頻率的獨特光子,該頻率為1420405751.77赫茲。
有趣的是,氫原子自旋躍遷速率較慢,相當於2.9× 10^-15逆秒,如果我們將它轉換成宇宙時間和宇宙長度標準,就相當於1090萬年和1090萬光年,相當於大約330萬秒差距。 #媒体手记#
現今,我們可以追溯138億年前發生的大爆炸事件,觀測到宇宙體積延伸至461光年,但是像“年”和“光年”這樣的時間計算單位不僅是完全隨意、以地球為中心,並且從地球歷史上講,這些時間計算單位甚至沒有一致的定義。也許有更好的方法來測量時間,尤其是對宇宙而言,但每種方法都存在著缺點。
關於宇宙,我們可以提出許多宏觀的問題,但這是人類歷史上最令人費解的謎團之一,例如:“宇宙是什麼?宇宙有多大?它是永恒不變的,還是突然形成的,如果是的話,是什麼時候誕生的?”這些問題曾是哲學謎團之一,但過去100年提供了堅定的科學答案。現今基於先進的天文勘測設備,我們知道宇宙是什麼,但迄今我們所觀測的僅是直徑922億光年宇宙的一小部分;我們知道大爆炸事件,這是宇宙開始的標誌性事件,大約發生在138億年前,但準確的發生時間仍有1%的不確定性。
然而,為什麼我們測量宇宙時間和距離的所有方法都使用以地球為中心的單位呢?例如:“年”和“光年”,難道沒有一種更好、更客觀、更普遍的方法來實現嗎?答案是肯定有的,至少科學家傑瑞·貝爾(Jerry Bear)是這樣認為的。
貝爾指出,為什麼宇宙學計算,例如:宇宙年齡和大小,要廣泛地使用狹隘的、與 “年”相關的參數呢?客觀地講,將地球一年的時間概唸作為一種宇宙衡量標準是較狹隘的,光年這個概念僅與宇宙區域測量有關。
以上測量標準都是很好的觀點,但我們需要進一步擴展和思考,尋找一些替代性標準,讓我們來看一下測量宇宙時間背後的科學吧!
在地球上,只有兩種方法來理解時間流逝的概念,這兩種方法都是利用定期重現的現象,這些現象不僅對人類活動至關重要,而且對所有生物活動都至關重要,在較短的時間尺度上,我們有“天”的概念,這是很重要的,原因如下:
一天標誌著日出和日落,大致與地球繞地軸一個完整自轉週期相對應,同時,一天的時間與大多數植物和動物經曆晝夜活動和休眠的時間相對應,所有這些現象都在接下來的一天時間內重復出現,在接下來的幾天里,或許會出現實質性差異,如果我們等待的時間足夠長,這些差異就會重復出現,在一年時間里,日子會以各種方式發生變化,其中包括:日出和日落的時間提前和延遲,白天時間的增加和減少,太陽在地平線之上的最大高度和最小高度,以及季節變化週期、植物和動物生活週期等。但從一年的時間角度來講,幾乎沒有變化,幾年內重複循環出現。
基於以上分析,我們就很容易理解為什麼人們會提出一些基於“日”和“年”等概念的計時系統,因為我們在這顆星球上的活動與這些週期性循環密切相關。但通過仔細觀察,出於各種原因,我們在地球上所經曆的日和年的概念並不能很好地轉化為一組標記時間流逝的通用公式。
首先,在地球歷史上,一天的持續時間已經生了巨大變化,當月球、地球和太陽相互作用時,潮汐摩擦現象會導致一天的時間變長,月球會以螺旋方式逐漸遠離地球,大約40億年前,地球的“一天”時間僅持續6-8個小時,一年有1000多天。
然而,一年的變化,或者說地球繞太陽公轉一週所需的時間,縱觀太陽系歷史僅存在少許變化。變化的最大因素是太陽質量改變,迄今為止,太陽已損失了相當於土星的質量,該變化將促使地球被推向距離太陽更遠的區域,並導致它的軌道運行速度隨著時間推移略慢一些,這將導致一年的時間變長,但僅是略微延長——大約延長萬分之二,這相當於從太陽系誕生至今,一年的時間延長了大約2個小時。
但是為什麼我們要將地球的計時概念延伸應用於整個宇宙,以及將其他星系中行星環繞主恒星的任意運動聯繫起來呢?這是不客觀的,也不是絕對的,而且除了以地球為中心的計時標準之外,再也沒什麼用。天和年都不是普遍適用宇宙的時間度量單位,光年和秒差距(或者相關單位,例如:千秒差距、百萬秒差距或者兆秒差距)都不是普遍適用的距離度量單位。
有趣的是,有一些方法可以更客觀、理物理地定義時間,而且它們不會像以地球為中心的定義那樣存在缺陷,但是我們也有一些很好的理由不使用這些時間度量,因為每一個度量都有其優點和缺點,如果你要對某種方法使用進行論證的話,以下有一些可以考慮的選擇,人們可以從太陽系歷史角度進行分析,判斷這些方法是否比現在以年為基礎(實際上是以地球為中心的計時標準)的計時系統更好或者更差。
即使太陽系發生了複雜的天體物理變化,地球一年的持續時間仍可能是一種有效且穩定的衡量標準,我們可以使用該計時標準確定與地球相關的時間計數。由於光速是一個已知且可測量的常數,因此“光年”就作為一個推導出來的距離單位出現了,而且隨時間變化光年的計時標準僅發生很小變化,在過去數十億年的時間里,準確率一直保持在99.98%左右。
有時,我們會使用另一個重要計時定義,雖然它是間接的,但也是基於地球環繞太陽運行一年的定義——秒差距,它不是僅基於時間,而是基於天文角度和三角學原理。當地球環繞太陽運行,相對一顆“未移動恒星”的視位置,就出現了位置變化,人們可以做一個簡單的測試——只睜開左眼,然後交替睜開右眼,就會發現較近的物體相對於較遠的背景物體會出現“位移”。
在天文學領域,我們稱該現象為“視差”,我們使用地球相對於太陽位置的最大距離來代替人類左右眼之間的距離,地日軌道直徑大約3億公里,一個天體相對於遙遠背景移動1弧秒(1/3600度),將被定義為一個秒差距:大約3.26光年。以下是“脫離地球”的幾種宇宙計時系統:
1、普朗克時間
你是在尋找一個除宇宙基本常數之外不依賴任何規律的時間定義嗎?如果取三個最基本、可測量的自然常數,你可能會考慮到普朗克時間。
萬有引力常數G,光速c,以及量子常數(即簡化的普朗克常數)h,將它們結合起來,就可能得出一個基本的時間單位。雖然這對應於一個有趣的宇宙範圍,因為該等級的量子起伏不會形成粒子/反粒子成對化,但對於黑洞則不同,目前沒有相關的物理過程對應於黑洞的時間變化。普朗克時間非常小,這意味著我們甚至需要天文數字等級的普朗克時間來描述亞原子過程,例如:頂夸克,這是目前已知壽命最短的亞原子粒子,其衰變時間大約10^18普朗克時間,一年的時間相當於10^51普朗克時間,這一時間標準並沒有什麼“錯”,但它確實不符合直覺。
2、原子鐘
這是一個有趣、但令人不易接受的事實:所有關於時間、質量和距離的定義都是“非常隨意”的,1秒、1克、1公斤或者1米,都沒有實質意義,我們只是選擇這些價值標準作為人們日常生活中使用的規範常數。然而,我們確實有一些方法可以將這些選擇的量聯繫起來——通過三個基本常數萬有引力常數G,光速c,以及量子常數h,我們用它來定義普朗克時間,如果你對時間或者距離進行定義,例如:光速可以作為另一種衡量單位。
那麼,為什麼不選擇一個特定的原子躍遷來定義時間和距離呢?在原子躍遷過程中,電子從一個能級降至另一個能級,並釋放特定頻率和波長的光線,以此來確定時間和距離範圍。頻率僅是一個反比延時概念,所以人們能通過測量一個波長光線經過的時間來獲得一個“時間”單位,同時,可以通過波長定義“距離”,這就是原子鐘的工作原理,它也可以用於定義秒和米。
但這是一個任意定義,許多時間變轉太快,其時間間隔太小,不適用於日常的計時標準。例如:現代科學界對秒的定義是:一個銫-133原子超精細結構釋放的光子在真空中9192631770個波長週期。
3、哈勃時間
如果我們從另一個角度出發,而不是使用基於量子特性的更小常數,上升至宇宙尺度等級,將會怎樣呢?宇宙以特定的速率膨脹——宇宙膨脹率,該指數經常被稱為哈勃參數或者哈勃常數。雖然我們通常將它描述為一種速度-距離單位,例如:哈勃常數描述為“71 km/s/Mpc”,它也可以簡單地描述為一種逆比時間:2.3 × 10^-18逆秒,如果我們將其轉換為時間,就會得到一個計時單位——“哈勃時間”,相當於4.3 × 10^17秒,大約是宇宙自大爆炸以來的年齡。
如果我們使用光速來計算哈勃時間,就會得出“哈勃距離”為1.3 × 10^26米,或者說是137億光年。這是一種宇宙宏觀參數,我們可以使用距離單位和時間單位來研究真正意義上的宇宙尺度。
不幸的是,這樣存在一個大問題:哈勃常數並不是一個隨時間變化的常數,而是隨著宇宙年齡的增長,以一種複雜的方式不斷下降,具體取決於宇宙中所有不同成分的相對能量密度。
4、氫原子自旋翻轉躍遷
長期以來,我們試圖尋找一個更好的宇宙時間定義,有一種方法值得考慮:整個宇宙中最常見的量子躍遷。無論任何時候形成的中性氫,它的形成都是一個電子結合在原子核上,而原子核幾乎總是一個單獨、裸露的質子,當電子到達基態時,相對於質子的構型將出現兩種可能性。
電子或者質子要麼反方向量子自旋,即其中一個自旋+ 1 / 2,另一個就是自旋-1 / 2;要麼就是同方向量子自旋,即電子和質子都是自旋+ 1 / 2或者自旋-1 / 2。如果自旋是反向排列,那麼就處於最低能態;如果自旋是正向排列,那麼電子旋轉就有一定概率是自發翻轉,釋放一個特定頻率的獨特光子,該頻率為1420405751.77赫茲。
有趣的是,氫原子自旋躍遷速率較慢,相當於2.9× 10^-15逆秒,如果我們將它轉換成宇宙時間和宇宙長度標準,就相當於1090萬年和1090萬光年,相當於大約330萬秒差距。 #媒体手记#
【如何“脫離地球”更精確地測量宇宙時間?】據國外媒體報導,出於某些原因,當我們談及恒星、星系和宇宙的年齡時,通常使用“年”進行測量和描述,我們是否有更好的方法來測量宇宙時間?
現今,我們可以追溯138億年前發生的大爆炸事件,觀測到宇宙體積延伸至461光年,但是像“年”和“光年”這樣的時間計算單位不僅是完全隨意、以地球為中心,並且從地球歷史上講,這些時間計算單位甚至沒有一致的定義。也許有更好的方法來測量時間,尤其是對宇宙而言,但每種方法都存在著缺點。
關於宇宙,我們可以提出許多宏觀的問題,但這是人類歷史上最令人費解的謎團之一,例如:“宇宙是什麼?宇宙有多大?它是永恒不變的,還是突然形成的,如果是的話,是什麼時候誕生的?”這些問題曾是哲學謎團之一,但過去100年提供了堅定的科學答案。現今基於先進的天文勘測設備,我們知道宇宙是什麼,但迄今我們所觀測的僅是直徑922億光年宇宙的一小部分;我們知道大爆炸事件,這是宇宙開始的標誌性事件,大約發生在138億年前,但準確的發生時間仍有1%的不確定性。
然而,為什麼我們測量宇宙時間和距離的所有方法都使用以地球為中心的單位呢?例如:“年”和“光年”,難道沒有一種更好、更客觀、更普遍的方法來實現嗎?答案是肯定有的,至少科學家傑瑞·貝爾(Jerry Bear)是這樣認為的。
貝爾指出,為什麼宇宙學計算,例如:宇宙年齡和大小,要廣泛地使用狹隘的、與 “年”相關的參數呢?客觀地講,將地球一年的時間概唸作為一種宇宙衡量標準是較狹隘的,光年這個概念僅與宇宙區域測量有關。
以上測量標準都是很好的觀點,但我們需要進一步擴展和思考,尋找一些替代性標準,讓我們來看一下測量宇宙時間背後的科學吧!
在地球上,只有兩種方法來理解時間流逝的概念,這兩種方法都是利用定期重現的現象,這些現象不僅對人類活動至關重要,而且對所有生物活動都至關重要,在較短的時間尺度上,我們有“天”的概念,這是很重要的,原因如下:
一天標誌著日出和日落,大致與地球繞地軸一個完整自轉週期相對應,同時,一天的時間與大多數植物和動物經曆晝夜活動和休眠的時間相對應,所有這些現象都在接下來的一天時間內重復出現,在接下來的幾天里,或許會出現實質性差異,如果我們等待的時間足夠長,這些差異就會重復出現,在一年時間里,日子會以各種方式發生變化,其中包括:日出和日落的時間提前和延遲,白天時間的增加和減少,太陽在地平線之上的最大高度和最小高度,以及季節變化週期、植物和動物生活週期等。但從一年的時間角度來講,幾乎沒有變化,幾年內重複循環出現。
基於以上分析,我們就很容易理解為什麼人們會提出一些基於“日”和“年”等概念的計時系統,因為我們在這顆星球上的活動與這些週期性循環密切相關。但通過仔細觀察,出於各種原因,我們在地球上所經曆的日和年的概念並不能很好地轉化為一組標記時間流逝的通用公式。
首先,在地球歷史上,一天的持續時間已經生了巨大變化,當月球、地球和太陽相互作用時,潮汐摩擦現象會導致一天的時間變長,月球會以螺旋方式逐漸遠離地球,大約40億年前,地球的“一天”時間僅持續6-8個小時,一年有1000多天。
然而,一年的變化,或者說地球繞太陽公轉一週所需的時間,縱觀太陽系歷史僅存在少許變化。變化的最大因素是太陽質量改變,迄今為止,太陽已損失了相當於土星的質量,該變化將促使地球被推向距離太陽更遠的區域,並導致它的軌道運行速度隨著時間推移略慢一些,這將導致一年的時間變長,但僅是略微延長——大約延長萬分之二,這相當於從太陽系誕生至今,一年的時間延長了大約2個小時。
但是為什麼我們要將地球的計時概念延伸應用於整個宇宙,以及將其他星系中行星環繞主恒星的任意運動聯繫起來呢?這是不客觀的,也不是絕對的,而且除了以地球為中心的計時標準之外,再也沒什麼用。天和年都不是普遍適用宇宙的時間度量單位,光年和秒差距(或者相關單位,例如:千秒差距、百萬秒差距或者兆秒差距)都不是普遍適用的距離度量單位。
有趣的是,有一些方法可以更客觀、理物理地定義時間,而且它們不會像以地球為中心的定義那樣存在缺陷,但是我們也有一些很好的理由不使用這些時間度量,因為每一個度量都有其優點和缺點,如果你要對某種方法使用進行論證的話,以下有一些可以考慮的選擇,人們可以從太陽系歷史角度進行分析,判斷這些方法是否比現在以年為基礎(實際上是以地球為中心的計時標準)的計時系統更好或者更差。
即使太陽系發生了複雜的天體物理變化,地球一年的持續時間仍可能是一種有效且穩定的衡量標準,我們可以使用該計時標準確定與地球相關的時間計數。由於光速是一個已知且可測量的常數,因此“光年”就作為一個推導出來的距離單位出現了,而且隨時間變化光年的計時標準僅發生很小變化,在過去數十億年的時間里,準確率一直保持在99.98%左右。
有時,我們會使用另一個重要計時定義,雖然它是間接的,但也是基於地球環繞太陽運行一年的定義——秒差距,它不是僅基於時間,而是基於天文角度和三角學原理。當地球環繞太陽運行,相對一顆“未移動恒星”的視位置,就出現了位置變化,人們可以做一個簡單的測試——只睜開左眼,然後交替睜開右眼,就會發現較近的物體相對於較遠的背景物體會出現“位移”。
在天文學領域,我們稱該現象為“視差”,我們使用地球相對於太陽位置的最大距離來代替人類左右眼之間的距離,地日軌道直徑大約3億公里,一個天體相對於遙遠背景移動1弧秒(1/3600度),將被定義為一個秒差距:大約3.26光年。以下是“脫離地球”的幾種宇宙計時系統:
1、普朗克時間
你是在尋找一個除宇宙基本常數之外不依賴任何規律的時間定義嗎?如果取三個最基本、可測量的自然常數,你可能會考慮到普朗克時間。
萬有引力常數G,光速c,以及量子常數(即簡化的普朗克常數)h,將它們結合起來,就可能得出一個基本的時間單位。雖然這對應於一個有趣的宇宙範圍,因為該等級的量子起伏不會形成粒子/反粒子成對化,但對於黑洞則不同,目前沒有相關的物理過程對應於黑洞的時間變化。普朗克時間非常小,這意味著我們甚至需要天文數字等級的普朗克時間來描述亞原子過程,例如:頂夸克,這是目前已知壽命最短的亞原子粒子,其衰變時間大約10^18普朗克時間,一年的時間相當於10^51普朗克時間,這一時間標準並沒有什麼“錯”,但它確實不符合直覺。
2、原子鐘
這是一個有趣、但令人不易接受的事實:所有關於時間、質量和距離的定義都是“非常隨意”的,1秒、1克、1公斤或者1米,都沒有實質意義,我們只是選擇這些價值標準作為人們日常生活中使用的規範常數。然而,我們確實有一些方法可以將這些選擇的量聯繫起來——通過三個基本常數萬有引力常數G,光速c,以及量子常數h,我們用它來定義普朗克時間,如果你對時間或者距離進行定義,例如:光速可以作為另一種衡量單位。
那麼,為什麼不選擇一個特定的原子躍遷來定義時間和距離呢?在原子躍遷過程中,電子從一個能級降至另一個能級,並釋放特定頻率和波長的光線,以此來確定時間和距離範圍。頻率僅是一個反比延時概念,所以人們能通過測量一個波長光線經過的時間來獲得一個“時間”單位,同時,可以通過波長定義“距離”,這就是原子鐘的工作原理,它也可以用於定義秒和米。
但這是一個任意定義,許多時間變轉太快,其時間間隔太小,不適用於日常的計時標準。例如:現代科學界對秒的定義是:一個銫-133原子超精細結構釋放的光子在真空中9192631770個波長週期。
3、哈勃時間
如果我們從另一個角度出發,而不是使用基於量子特性的更小常數,上升至宇宙尺度等級,將會怎樣呢?宇宙以特定的速率膨脹——宇宙膨脹率,該指數經常被稱為哈勃參數或者哈勃常數。雖然我們通常將它描述為一種速度-距離單位,例如:哈勃常數描述為“71 km/s/Mpc”,它也可以簡單地描述為一種逆比時間:2.3 × 10^-18逆秒,如果我們將其轉換為時間,就會得到一個計時單位——“哈勃時間”,相當於4.3 × 10^17秒,大約是宇宙自大爆炸以來的年齡。
如果我們使用光速來計算哈勃時間,就會得出“哈勃距離”為1.3 × 10^26米,或者說是137億光年。這是一種宇宙宏觀參數,我們可以使用距離單位和時間單位來研究真正意義上的宇宙尺度。
不幸的是,這樣存在一個大問題:哈勃常數並不是一個隨時間變化的常數,而是隨著宇宙年齡的增長,以一種複雜的方式不斷下降,具體取決於宇宙中所有不同成分的相對能量密度。
4、氫原子自旋翻轉躍遷
長期以來,我們試圖尋找一個更好的宇宙時間定義,有一種方法值得考慮:整個宇宙中最常見的量子躍遷。無論任何時候形成的中性氫,它的形成都是一個電子結合在原子核上,而原子核幾乎總是一個單獨、裸露的質子,當電子到達基態時,相對於質子的構型將出現兩種可能性。
電子或者質子要麼反方向量子自旋,即其中一個自旋+ 1 / 2,另一個就是自旋-1 / 2;要麼就是同方向量子自旋,即電子和質子都是自旋+ 1 / 2或者自旋-1 / 2。如果自旋是反向排列,那麼就處於最低能態;如果自旋是正向排列,那麼電子旋轉就有一定概率是自發翻轉,釋放一個特定頻率的獨特光子,該頻率為1420405751.77赫茲。
有趣的是,氫原子自旋躍遷速率較慢,相當於2.9× 10^-15逆秒,如果我們將它轉換成宇宙時間和宇宙長度標準,就相當於1090萬年和1090萬光年,相當於大約330萬秒差距。 #媒体手记#
現今,我們可以追溯138億年前發生的大爆炸事件,觀測到宇宙體積延伸至461光年,但是像“年”和“光年”這樣的時間計算單位不僅是完全隨意、以地球為中心,並且從地球歷史上講,這些時間計算單位甚至沒有一致的定義。也許有更好的方法來測量時間,尤其是對宇宙而言,但每種方法都存在著缺點。
關於宇宙,我們可以提出許多宏觀的問題,但這是人類歷史上最令人費解的謎團之一,例如:“宇宙是什麼?宇宙有多大?它是永恒不變的,還是突然形成的,如果是的話,是什麼時候誕生的?”這些問題曾是哲學謎團之一,但過去100年提供了堅定的科學答案。現今基於先進的天文勘測設備,我們知道宇宙是什麼,但迄今我們所觀測的僅是直徑922億光年宇宙的一小部分;我們知道大爆炸事件,這是宇宙開始的標誌性事件,大約發生在138億年前,但準確的發生時間仍有1%的不確定性。
然而,為什麼我們測量宇宙時間和距離的所有方法都使用以地球為中心的單位呢?例如:“年”和“光年”,難道沒有一種更好、更客觀、更普遍的方法來實現嗎?答案是肯定有的,至少科學家傑瑞·貝爾(Jerry Bear)是這樣認為的。
貝爾指出,為什麼宇宙學計算,例如:宇宙年齡和大小,要廣泛地使用狹隘的、與 “年”相關的參數呢?客觀地講,將地球一年的時間概唸作為一種宇宙衡量標準是較狹隘的,光年這個概念僅與宇宙區域測量有關。
以上測量標準都是很好的觀點,但我們需要進一步擴展和思考,尋找一些替代性標準,讓我們來看一下測量宇宙時間背後的科學吧!
在地球上,只有兩種方法來理解時間流逝的概念,這兩種方法都是利用定期重現的現象,這些現象不僅對人類活動至關重要,而且對所有生物活動都至關重要,在較短的時間尺度上,我們有“天”的概念,這是很重要的,原因如下:
一天標誌著日出和日落,大致與地球繞地軸一個完整自轉週期相對應,同時,一天的時間與大多數植物和動物經曆晝夜活動和休眠的時間相對應,所有這些現象都在接下來的一天時間內重復出現,在接下來的幾天里,或許會出現實質性差異,如果我們等待的時間足夠長,這些差異就會重復出現,在一年時間里,日子會以各種方式發生變化,其中包括:日出和日落的時間提前和延遲,白天時間的增加和減少,太陽在地平線之上的最大高度和最小高度,以及季節變化週期、植物和動物生活週期等。但從一年的時間角度來講,幾乎沒有變化,幾年內重複循環出現。
基於以上分析,我們就很容易理解為什麼人們會提出一些基於“日”和“年”等概念的計時系統,因為我們在這顆星球上的活動與這些週期性循環密切相關。但通過仔細觀察,出於各種原因,我們在地球上所經曆的日和年的概念並不能很好地轉化為一組標記時間流逝的通用公式。
首先,在地球歷史上,一天的持續時間已經生了巨大變化,當月球、地球和太陽相互作用時,潮汐摩擦現象會導致一天的時間變長,月球會以螺旋方式逐漸遠離地球,大約40億年前,地球的“一天”時間僅持續6-8個小時,一年有1000多天。
然而,一年的變化,或者說地球繞太陽公轉一週所需的時間,縱觀太陽系歷史僅存在少許變化。變化的最大因素是太陽質量改變,迄今為止,太陽已損失了相當於土星的質量,該變化將促使地球被推向距離太陽更遠的區域,並導致它的軌道運行速度隨著時間推移略慢一些,這將導致一年的時間變長,但僅是略微延長——大約延長萬分之二,這相當於從太陽系誕生至今,一年的時間延長了大約2個小時。
但是為什麼我們要將地球的計時概念延伸應用於整個宇宙,以及將其他星系中行星環繞主恒星的任意運動聯繫起來呢?這是不客觀的,也不是絕對的,而且除了以地球為中心的計時標準之外,再也沒什麼用。天和年都不是普遍適用宇宙的時間度量單位,光年和秒差距(或者相關單位,例如:千秒差距、百萬秒差距或者兆秒差距)都不是普遍適用的距離度量單位。
有趣的是,有一些方法可以更客觀、理物理地定義時間,而且它們不會像以地球為中心的定義那樣存在缺陷,但是我們也有一些很好的理由不使用這些時間度量,因為每一個度量都有其優點和缺點,如果你要對某種方法使用進行論證的話,以下有一些可以考慮的選擇,人們可以從太陽系歷史角度進行分析,判斷這些方法是否比現在以年為基礎(實際上是以地球為中心的計時標準)的計時系統更好或者更差。
即使太陽系發生了複雜的天體物理變化,地球一年的持續時間仍可能是一種有效且穩定的衡量標準,我們可以使用該計時標準確定與地球相關的時間計數。由於光速是一個已知且可測量的常數,因此“光年”就作為一個推導出來的距離單位出現了,而且隨時間變化光年的計時標準僅發生很小變化,在過去數十億年的時間里,準確率一直保持在99.98%左右。
有時,我們會使用另一個重要計時定義,雖然它是間接的,但也是基於地球環繞太陽運行一年的定義——秒差距,它不是僅基於時間,而是基於天文角度和三角學原理。當地球環繞太陽運行,相對一顆“未移動恒星”的視位置,就出現了位置變化,人們可以做一個簡單的測試——只睜開左眼,然後交替睜開右眼,就會發現較近的物體相對於較遠的背景物體會出現“位移”。
在天文學領域,我們稱該現象為“視差”,我們使用地球相對於太陽位置的最大距離來代替人類左右眼之間的距離,地日軌道直徑大約3億公里,一個天體相對於遙遠背景移動1弧秒(1/3600度),將被定義為一個秒差距:大約3.26光年。以下是“脫離地球”的幾種宇宙計時系統:
1、普朗克時間
你是在尋找一個除宇宙基本常數之外不依賴任何規律的時間定義嗎?如果取三個最基本、可測量的自然常數,你可能會考慮到普朗克時間。
萬有引力常數G,光速c,以及量子常數(即簡化的普朗克常數)h,將它們結合起來,就可能得出一個基本的時間單位。雖然這對應於一個有趣的宇宙範圍,因為該等級的量子起伏不會形成粒子/反粒子成對化,但對於黑洞則不同,目前沒有相關的物理過程對應於黑洞的時間變化。普朗克時間非常小,這意味著我們甚至需要天文數字等級的普朗克時間來描述亞原子過程,例如:頂夸克,這是目前已知壽命最短的亞原子粒子,其衰變時間大約10^18普朗克時間,一年的時間相當於10^51普朗克時間,這一時間標準並沒有什麼“錯”,但它確實不符合直覺。
2、原子鐘
這是一個有趣、但令人不易接受的事實:所有關於時間、質量和距離的定義都是“非常隨意”的,1秒、1克、1公斤或者1米,都沒有實質意義,我們只是選擇這些價值標準作為人們日常生活中使用的規範常數。然而,我們確實有一些方法可以將這些選擇的量聯繫起來——通過三個基本常數萬有引力常數G,光速c,以及量子常數h,我們用它來定義普朗克時間,如果你對時間或者距離進行定義,例如:光速可以作為另一種衡量單位。
那麼,為什麼不選擇一個特定的原子躍遷來定義時間和距離呢?在原子躍遷過程中,電子從一個能級降至另一個能級,並釋放特定頻率和波長的光線,以此來確定時間和距離範圍。頻率僅是一個反比延時概念,所以人們能通過測量一個波長光線經過的時間來獲得一個“時間”單位,同時,可以通過波長定義“距離”,這就是原子鐘的工作原理,它也可以用於定義秒和米。
但這是一個任意定義,許多時間變轉太快,其時間間隔太小,不適用於日常的計時標準。例如:現代科學界對秒的定義是:一個銫-133原子超精細結構釋放的光子在真空中9192631770個波長週期。
3、哈勃時間
如果我們從另一個角度出發,而不是使用基於量子特性的更小常數,上升至宇宙尺度等級,將會怎樣呢?宇宙以特定的速率膨脹——宇宙膨脹率,該指數經常被稱為哈勃參數或者哈勃常數。雖然我們通常將它描述為一種速度-距離單位,例如:哈勃常數描述為“71 km/s/Mpc”,它也可以簡單地描述為一種逆比時間:2.3 × 10^-18逆秒,如果我們將其轉換為時間,就會得到一個計時單位——“哈勃時間”,相當於4.3 × 10^17秒,大約是宇宙自大爆炸以來的年齡。
如果我們使用光速來計算哈勃時間,就會得出“哈勃距離”為1.3 × 10^26米,或者說是137億光年。這是一種宇宙宏觀參數,我們可以使用距離單位和時間單位來研究真正意義上的宇宙尺度。
不幸的是,這樣存在一個大問題:哈勃常數並不是一個隨時間變化的常數,而是隨著宇宙年齡的增長,以一種複雜的方式不斷下降,具體取決於宇宙中所有不同成分的相對能量密度。
4、氫原子自旋翻轉躍遷
長期以來,我們試圖尋找一個更好的宇宙時間定義,有一種方法值得考慮:整個宇宙中最常見的量子躍遷。無論任何時候形成的中性氫,它的形成都是一個電子結合在原子核上,而原子核幾乎總是一個單獨、裸露的質子,當電子到達基態時,相對於質子的構型將出現兩種可能性。
電子或者質子要麼反方向量子自旋,即其中一個自旋+ 1 / 2,另一個就是自旋-1 / 2;要麼就是同方向量子自旋,即電子和質子都是自旋+ 1 / 2或者自旋-1 / 2。如果自旋是反向排列,那麼就處於最低能態;如果自旋是正向排列,那麼電子旋轉就有一定概率是自發翻轉,釋放一個特定頻率的獨特光子,該頻率為1420405751.77赫茲。
有趣的是,氫原子自旋躍遷速率較慢,相當於2.9× 10^-15逆秒,如果我們將它轉換成宇宙時間和宇宙長度標準,就相當於1090萬年和1090萬光年,相當於大約330萬秒差距。 #媒体手记#
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