【2022年不买房,到底是“明智”还是“糊涂”?李嘉诚近乎明示】相信很多也看到了关于近期的楼市信息报道,楼市仍然波浪不惊,比较阴沉。从机构给出的数据看,总结成一句话即是,一线稳定,二线清淡,三四线不乐观。说到底,自去年下半年楼市迎来转折以来,市场还在延续下滑状态。
然而,谁都知道,房价涨跌从来都是“供求”作用的结果,而另一项数据,供应端也不乐观:
新房、二手房总库存量均在创造纪录,住房供大于求,购买力透支明显
某地产机构发布的最新一期全国百城住宅报告显示,截至2022年3月底,全国100个重点城市新建商品房库存面积为5.2亿平米,环比再增2.1%。如果说单就一个数据还看不出什么趋势来,那么对比一下就清楚了:
1.环比库存连续4个月正增长;2.同比连续37个月正增长;3.百城库存规模为自2016年楼市去库存以来的新高,创近5年最高纪录。
在专家看来,其中一个重要原因就是供应透支,像重庆郑州、重庆土地供应成交量比住宅成加量还多1亿多平米。毫无疑问,在需求没有明显增长情况下,未来几年,这些地方的楼市都是供大于求。
那么,购房者的杠杆还能再加吗?丁祖昱用另一组数据说明:
过去10年,居民的杠杆上涨6.68倍,个人住房贷款余额达38.1万亿,比房价增长还要快得多。
然而,不仅是新房,二手房市场也明显感受到“寒意”在某房地产机构发布的《全国主要城市二手房库存报告》中看到,2021年末全国60个城市二手房库存量就达到295万套,包括一些大城市的二手房库存量都在刷新历史,2022年开年的市场也未见什么起色。有业内人士就表示,房产价格看似纹丝不动,却没看到背后的这一波供求数据隐藏的含义:
天津、重庆、沈阳库存量均超14万套,成都达12万套,南京在这个报告中的数据是11.2万套,但下半年高峰期已经冲至14万套,像银川、大连、徐州、中山、佛山等城市的库存正处于增长中,说明我们的二手房库存量增加还只是开始。
值得一提的是,二手房库存量增加迅速的同时,二手房成交量还整体呈现下滑趋势。说白了,数据“一正一反”只会让去化周期进一步拉长。
不仅于此,“春江水暖鸭先知”的开发商做出了选择。
“2021年全国二次、三次集中供地”像一面“照妖镜”,有没有底气拿地,在这波土拍大戏中逐步反映出来。据澎湃新闻报道,从已开始的第二轮集中供地的9座城市看,无一例外地出现了临时“终止出让、流拍”的情况,而且总量达到了91宗,难道是因为地价挂得太高了?还真条件太苛刻了?其实都不是!
根据媒体报道显示,在2021年底的最后一次集中供地上,供地城市纷纷调低土拍门槛,但结果显示市场仍旧继续降温,比如南京这次流拍率比第二次还提高了50%,而苏州把压箱底的好地都拿出来了,但底价成交的地块达到了23幅,无锡和常州也同样遇冷,后者拿出8块地,1块终止,3幅底价成交,其他4块流拍等等。2022年合肥第一次供地30幅,其中15幅流拍,等等。
土地大量流拍原因,有人说是“三道红线”限制,开发商难做“无米之炊”,但也有业内人说,还要加一条:说明越来越多的开发商并不看好后市。
走到这个关口,开发商降价趋势能否真正形成?
老实讲,从以往的经验看,房地产市场变化主要就在于供求,如果出现上述“新房与二手房库存量持续增加的共振”,以及土地市场出现大量流拍,意味着房地产价格将出现不可避免的调整,而且我们也可以看到包括恒大等开发商开启了大折扣降价促销。不过,现实情况可能并不是一边倒。
对于2022年的房地产市场,高层会议已强调“支持商品房市场满足购房者的合理住房需求,促进房地产行业健康发展和良性循环”。相比以往“房不刺激”、“三稳”,这次表态是近几年最为温和的一次。我们还可以看到,自恒大事件出来以后,限跌、房贷下款加速、房企融资重新开闸等等,均是为促进房地产行业健康发展和良性循环目标努力。所以,房价要想快速下降不是监管的目标,只能通过收入增长和过高房价理性回落形成一个平衡。
但业内也有人说了,“限涨未必不涨,同样,限跌未必真不跌”。那么,今明两年房价走向如何?今年不买房或者买房,到底是“明智”还是“糊涂”,会不会“亏得一塌糊涂”?李嘉诚近乎明示:
近几年不管是内地房价还是香港房价都居高不下,但未来5年房价就会面临大洗牌,炒房客们需要谨慎了。买房用来自己住的,尽管买,买房是用来炒的,还是算了。很多内地开发商过去几年负债扩张也该告一段落了。
从以上的预测中,可以梳理出几个信息点:第一,未来5年房地产价格会有较大变动;第二,炒房行不通了,不建议投资房产;第三,自己住可以买;第四,房企面临降杠杆,这样的情况下,规模不会扩大反而会缩小。
李嘉诚说这话还是在恒大等房企债务出现问题之前说的,现在对照他说的这几点信息,除了房地产价格需要时间检验外,其他几点是不是都已经得到了逐步验证。不少网友认为,李嘉诚不愧是第一代地产商,大部分人没他看得通透。
就拿开发商债务暴雷来说,现在不少销售额千亿级别的房企都出现了这样或那样的问题,有人归咎于国家对房企债务的管控,即便如此,难道不正是他提前看到了这一点吗?所以,以不赚取最后一个铜板理论著称的李嘉诚,最近6-7年一直都在撤出内地的房地产项目,有人说李嘉诚错过了2016年后这波行情,但殊不知他也有言在先,大意是“当所有人都想在高点卖出时,只会发生践踏,想撤也撤不了”。一言一行,无不显示顶级商人的老道。
不过,李嘉诚虽说“自住尽管买”,但计划赶不上变化,令人心酸的是,他们无力接盘了。
什么叫自住?买房不以炒房为目的,要么是刚需,要么是改善,他们对应是年轻结婚群体、中年改善群体,由于一场突如其来,加上不断反复“病情”,让我们很多人的工作和收入都受到影响,用清华大学社会学系孙立平教授在一条短视频中的话说,一场包括5大方面的巨大失业潮正在向我们袭来,即:
首先是陷于困境的房地产在大量裁员;其二是外商外资企业纷纷撤离中国;其三是中小企业的不景气、倒闭潮;其四是教育双减引发的对于教培行业的整顿,波及千万人的生计;最后是跨国电商的整顿,比如亚马逊平台整顿电商秩序,出现批量封店、封号情况,一批中国跨境电商巨头陷入困境。
可见,很多行业都受到风波的影响,在这一点上,但这并不代表李嘉诚看得不准,毕竟这都是突然情况。事实上,不少网友确实感同身受,网上不是有一个段子嘛,过去的2021年最悲惨家庭:“老公是房产中介,老婆是教培,买了恒大的房子,还意外有了3胎...”,虽然这是极端情况,但也折射出刚需、改善乏力的现状。而且,在“买涨不买跌”的心理作用下,即便房地产价格不让跌多少,但也赚不到钱,一些有钱家庭宁愿把钱投到其他地方,甚至存起来,也不会再做“无效买入”,流动性还受限,何苦呢?那么,今明两年面对的这些情况改善了吗?答案也是显而易见的。
当然,每个人情况不一样,有的人马上要结婚、孩子要上学,家庭经济条件也允许,有买房需求无可厚非,这没什么好说的。但如果工作都不稳定,收入也支撑不起房贷,确实应该缓缓,毕竟家庭财务安全是第一位的,在严格的市场管控下,料也不会出现“一年不买房,年初又白忙”的情况,2022年买,还是2023年买,区别应不会太大。
然而,谁都知道,房价涨跌从来都是“供求”作用的结果,而另一项数据,供应端也不乐观:
新房、二手房总库存量均在创造纪录,住房供大于求,购买力透支明显
某地产机构发布的最新一期全国百城住宅报告显示,截至2022年3月底,全国100个重点城市新建商品房库存面积为5.2亿平米,环比再增2.1%。如果说单就一个数据还看不出什么趋势来,那么对比一下就清楚了:
1.环比库存连续4个月正增长;2.同比连续37个月正增长;3.百城库存规模为自2016年楼市去库存以来的新高,创近5年最高纪录。
在专家看来,其中一个重要原因就是供应透支,像重庆郑州、重庆土地供应成交量比住宅成加量还多1亿多平米。毫无疑问,在需求没有明显增长情况下,未来几年,这些地方的楼市都是供大于求。
那么,购房者的杠杆还能再加吗?丁祖昱用另一组数据说明:
过去10年,居民的杠杆上涨6.68倍,个人住房贷款余额达38.1万亿,比房价增长还要快得多。
然而,不仅是新房,二手房市场也明显感受到“寒意”在某房地产机构发布的《全国主要城市二手房库存报告》中看到,2021年末全国60个城市二手房库存量就达到295万套,包括一些大城市的二手房库存量都在刷新历史,2022年开年的市场也未见什么起色。有业内人士就表示,房产价格看似纹丝不动,却没看到背后的这一波供求数据隐藏的含义:
天津、重庆、沈阳库存量均超14万套,成都达12万套,南京在这个报告中的数据是11.2万套,但下半年高峰期已经冲至14万套,像银川、大连、徐州、中山、佛山等城市的库存正处于增长中,说明我们的二手房库存量增加还只是开始。
值得一提的是,二手房库存量增加迅速的同时,二手房成交量还整体呈现下滑趋势。说白了,数据“一正一反”只会让去化周期进一步拉长。
不仅于此,“春江水暖鸭先知”的开发商做出了选择。
“2021年全国二次、三次集中供地”像一面“照妖镜”,有没有底气拿地,在这波土拍大戏中逐步反映出来。据澎湃新闻报道,从已开始的第二轮集中供地的9座城市看,无一例外地出现了临时“终止出让、流拍”的情况,而且总量达到了91宗,难道是因为地价挂得太高了?还真条件太苛刻了?其实都不是!
根据媒体报道显示,在2021年底的最后一次集中供地上,供地城市纷纷调低土拍门槛,但结果显示市场仍旧继续降温,比如南京这次流拍率比第二次还提高了50%,而苏州把压箱底的好地都拿出来了,但底价成交的地块达到了23幅,无锡和常州也同样遇冷,后者拿出8块地,1块终止,3幅底价成交,其他4块流拍等等。2022年合肥第一次供地30幅,其中15幅流拍,等等。
土地大量流拍原因,有人说是“三道红线”限制,开发商难做“无米之炊”,但也有业内人说,还要加一条:说明越来越多的开发商并不看好后市。
走到这个关口,开发商降价趋势能否真正形成?
老实讲,从以往的经验看,房地产市场变化主要就在于供求,如果出现上述“新房与二手房库存量持续增加的共振”,以及土地市场出现大量流拍,意味着房地产价格将出现不可避免的调整,而且我们也可以看到包括恒大等开发商开启了大折扣降价促销。不过,现实情况可能并不是一边倒。
对于2022年的房地产市场,高层会议已强调“支持商品房市场满足购房者的合理住房需求,促进房地产行业健康发展和良性循环”。相比以往“房不刺激”、“三稳”,这次表态是近几年最为温和的一次。我们还可以看到,自恒大事件出来以后,限跌、房贷下款加速、房企融资重新开闸等等,均是为促进房地产行业健康发展和良性循环目标努力。所以,房价要想快速下降不是监管的目标,只能通过收入增长和过高房价理性回落形成一个平衡。
但业内也有人说了,“限涨未必不涨,同样,限跌未必真不跌”。那么,今明两年房价走向如何?今年不买房或者买房,到底是“明智”还是“糊涂”,会不会“亏得一塌糊涂”?李嘉诚近乎明示:
近几年不管是内地房价还是香港房价都居高不下,但未来5年房价就会面临大洗牌,炒房客们需要谨慎了。买房用来自己住的,尽管买,买房是用来炒的,还是算了。很多内地开发商过去几年负债扩张也该告一段落了。
从以上的预测中,可以梳理出几个信息点:第一,未来5年房地产价格会有较大变动;第二,炒房行不通了,不建议投资房产;第三,自己住可以买;第四,房企面临降杠杆,这样的情况下,规模不会扩大反而会缩小。
李嘉诚说这话还是在恒大等房企债务出现问题之前说的,现在对照他说的这几点信息,除了房地产价格需要时间检验外,其他几点是不是都已经得到了逐步验证。不少网友认为,李嘉诚不愧是第一代地产商,大部分人没他看得通透。
就拿开发商债务暴雷来说,现在不少销售额千亿级别的房企都出现了这样或那样的问题,有人归咎于国家对房企债务的管控,即便如此,难道不正是他提前看到了这一点吗?所以,以不赚取最后一个铜板理论著称的李嘉诚,最近6-7年一直都在撤出内地的房地产项目,有人说李嘉诚错过了2016年后这波行情,但殊不知他也有言在先,大意是“当所有人都想在高点卖出时,只会发生践踏,想撤也撤不了”。一言一行,无不显示顶级商人的老道。
不过,李嘉诚虽说“自住尽管买”,但计划赶不上变化,令人心酸的是,他们无力接盘了。
什么叫自住?买房不以炒房为目的,要么是刚需,要么是改善,他们对应是年轻结婚群体、中年改善群体,由于一场突如其来,加上不断反复“病情”,让我们很多人的工作和收入都受到影响,用清华大学社会学系孙立平教授在一条短视频中的话说,一场包括5大方面的巨大失业潮正在向我们袭来,即:
首先是陷于困境的房地产在大量裁员;其二是外商外资企业纷纷撤离中国;其三是中小企业的不景气、倒闭潮;其四是教育双减引发的对于教培行业的整顿,波及千万人的生计;最后是跨国电商的整顿,比如亚马逊平台整顿电商秩序,出现批量封店、封号情况,一批中国跨境电商巨头陷入困境。
可见,很多行业都受到风波的影响,在这一点上,但这并不代表李嘉诚看得不准,毕竟这都是突然情况。事实上,不少网友确实感同身受,网上不是有一个段子嘛,过去的2021年最悲惨家庭:“老公是房产中介,老婆是教培,买了恒大的房子,还意外有了3胎...”,虽然这是极端情况,但也折射出刚需、改善乏力的现状。而且,在“买涨不买跌”的心理作用下,即便房地产价格不让跌多少,但也赚不到钱,一些有钱家庭宁愿把钱投到其他地方,甚至存起来,也不会再做“无效买入”,流动性还受限,何苦呢?那么,今明两年面对的这些情况改善了吗?答案也是显而易见的。
当然,每个人情况不一样,有的人马上要结婚、孩子要上学,家庭经济条件也允许,有买房需求无可厚非,这没什么好说的。但如果工作都不稳定,收入也支撑不起房贷,确实应该缓缓,毕竟家庭财务安全是第一位的,在严格的市场管控下,料也不会出现“一年不买房,年初又白忙”的情况,2022年买,还是2023年买,区别应不会太大。
【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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