多少萤火虫加起来的光亮和太阳相当?

来源 :飞碟探索 | 被引量 : 0次 | 上传用户:john0620
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  并不需要很多!我的意思是,虽然那的确是个巨大的数字,后面缀着那么多个“0”,但在这样一件宏大的事情上,这个数后面的“0”并不像你想象的那样多到不可思议。
  我们的第一个问题是:萤火虫发出的光亮是从哪里来的?
  我们可能会认为,萤火虫全身充满了能在黑暗中发光的物质,但它发出的光实际上仅仅来自它身体表面的一层薄薄的表皮。许多昆虫都有这样的小块发光表层,其中一些发光表层已经得到了细致的研究,并被计算出了它们的发光强度。在一篇发表于1928年的论文中,研究了一种名为“头灯虫”(headlight bugs)的昆虫。研究人员发现,这种小虫子的发光面积大概有1平方毫米,发射出大约0.0006流明的光。萤火虫的发光器官的面积与头灯虫的差不多大小,而且二者发光器官的单位亮度峰值也相近,所以我们可以根据头灯虫的发光数据,推测出萤火虫的“灯”究竟有多亮。
  萤火虫的“灯”并不是一直都亮着的。它们发出的光其实是一闪一闪的,在不同种类、不同环境下,它们的闪烁模式都是不同的。它们的闪烁是携带信息的,大家可以对照下图解读其中的一小部分。(你也可以用LED 灯干扰萤火虫的发光交流,不过这听起来就很冒犯。)


  假设我们实验所用的萤火虫品种的闪烁规律与头灯虫非常相似。那么,这种萤火虫发出的0.0006流明的光,与太阳相比效果如何呢?
  太阳的亮度是3.8×1028流明,因此经过简单的除法运算可知,需要有3×1031只这种萤火虫才能发出与太阳亮度相同的光。实际上这个数字小得惊人:萤火虫成虫大约重20毫克,这就意味着3×1031只萤火虫的质量,只有木星质量的1/3,太阳质量的1/3000。
  换句话说,以单位质量的发光效率而论,萤火虫要比太阳亮得多。即使萤火虫发出的生物光的发光效率只有太阳混合驱动发光效率的几百万分之一,但因为太阳要持续发光10亿年以上,太阳也无法像萤火虫那么亮。
  但等一下!一群数量如此巨大的萤火虫聚在一起,这可会遇到点儿问题。显然,怎样把这一大群生物聚集起来本身就是个问题,但除此之外,一群萤火虫之间还会彼此遮蔽发出的光:被围在中间的萤火虫发出的光,会被外围的萤火虫挡住,这样一来,总亮度就会大打折扣。


  因此,真正起作用的只有外围萤火虫发出的光。那么,我们假设这些萤火虫排列成一个空心球体,并且都将发光部位朝向外侧。或者我们可以简化一下问题,把它们想象成一只巨大的萤火虫。这只萤火虫得有多大呢?
  因为我们知道这只合体后的巨型萤火虫需要发出普通萤火虫发光量3×1031倍的光,那么它身体上的发光区域就得是普通萤火虫发光面积的3×1031倍。因为表面积与长度的平方成正比,这只巨型萤火虫的体长要比普通萤火虫长(3×1031)1/2=5×1015倍。这样一来,它的体积基本上相当于整个太阳系。
  因为质量与长度的立方成正比,巨型萤火虫的质量将是普通萤火虫的(3×1031)3/2=1.6×1047倍,这大约是整个银河系质量的一半了。


  这样一只巨型萤火虫会在自身质量的作用下迅速坍缩成一个黑洞。事实上,根据宇宙中的星系分布,黑洞的大小是有上限的,而这只巨型萤火虫的大小已经超过了这一上限。这就意味着,这只巨型萤火虫将成为宇宙中最大的黑洞。在它吞噬我们的星系时会发出大量的光,但最终,它将不再发出任何光来。
  黑洞可以存在很长时间,但最终也会通过霍金辐射而蒸发。当宇宙的黑洞纪元行将结束时,黑洞会一个接着一个地蒸发掉,越小的黑洞蒸发得越快。因为我们的萤火虫黑洞是宇宙中最大的黑洞,它将是最后一个蒸发殆尽的黑洞,这就意味着它将是宇宙趋于热寂过程中的最后一站。


  或许我们该为这一事件做一张如下的辨识图,以防万一。
其他文献
在这幅由“卡西尼”号携带的相机拍摄的主题红外光影像中,土星的后方是土卫三,它是位于土星六角云纹上方的小亮斑。“卡西尼”号已连续探索土星及其卫星12年,很遗憾的是,它的任务期即将结束,这艘无人探测船会在2016年9月坠入土星厚重的大气层。
期刊
在月亮错觉的作用下,地平线附近的满月看起来通常庞大无比。然而,缩时摄影证明随着月亮向天顶攀升,它的视大小其实并没有改变,颜色倒是颇有变化。这幅组合影像追踪了夏至时的满月在地平线上空攀升的景象,月光的色泽从红渐渐转变为蜜黄,最后变成黄白色。
期刊
观看火星深红的光芒并不需要高端天文望远镜。一年中任何一个晴朗的夜晚,都可以用双筒望远镜看到。古罗马人因火星的颜色而崇敬它,埃及人称它为“desher”,即“红色星球”。  在太阳系所有行星中,火星是唯一的红色星球。为什么会这样呢?  微红颜色是由以红赤铁矿形式存在的氧化铁或三价铁造成的。地球上有许多锈红色的岩石,其形成需要氧气,而氧气源于生命。最早的证据来自西格陵兰38亿岁的条状铁层,对应着光合蓝
期刊
在反射阳光时,卷云通常呈白色或灰色,但是在黄昏或日出时,由于有较亮天空的衬托,有时看起来会很暗沉。这张主题影像摄于法国巴黎第十五区的一个窗台,影像右下角的光亮物体是埃菲尔铁塔。
期刊
译/ 姜德杰  我在盐湖城周围的山上徒步游玩时,发现博纳维尔海岸线小道另一侧的山艾树依偎在林荫下,于是我想起了乳齿象。在附近的沃萨奇高原沉洞内发现的巨骨说明,7500年前,这个地区有美洲乳齿象生活,从深层时间的角度看,就是在昨天。要说我想念从未谋面的动物,这听起来可能很奇怪,但是当费力地穿过树林时,我能想象出它们在林中漫步食草时发出的低沉叫声和踩踏树枝发出的树枝断裂声,因此为它们的灭绝感到哀伤。 
期刊
你带外套了吗?  30厘米/秒并不是很快——实际上这个速度比一部普通升降电梯还要慢。在这个速度之下,你要花上5秒至7秒,才能升高到举起手臂所能够到的高度,至于具体需要多少秒,这就取决于你的身高了。  30秒之后, 你将离地面9米高。一两分钟之后,你将会升得高过树梢。这时候,你应该仍旧感到挺舒服的,和在地面上的感觉差不多。如果当天是那种有点微风的天气,由于树梢位置的风更加稳定,你可能会感到有点冷。(
期刊
在2015年12月大型强子对撞机的对撞实验中,两组独立的探测器发现了一种疑似新粒子的存在,它比希格斯玻色子重6倍。这种粒子用现有的模型无法解释。这一重大发现可能会帮助科学家继续发现一整组新型粒子,甚至发现第五种基本力。不过,现在的成果并不足以证实这种粒子真正存在。科学家将实施更多的探测实验。  大型强子对撞机的两大探测器超环面仪器(ATLAS)和紧凑μ子线圈(CMS)是通过计算衰变成光子的粒子来发
期刊
20年前,天文学家首次发现围绕一颗正常恒星旋转的系外行星,给人们带来了欣喜和困惑。这颗被命名为飞马座51b的行星体量是木星的一半,但它的轨道周期只有4天,令人难以置信地接近恒星,比水星88天的轨道周期小了太多。研究行星形成的理论物理学家无法解释一颗如此巨大的行星如何能在一颗新生的恒星周围如此狭窄的范围里生成。如果不是因为搜寻系外行星时很快就找到了更多的热木星,它很可能被看作一颗反常的星球。同时,被
期刊
阿尔伯特·爱因斯坦曾经说过:“我真正感兴趣的是上帝在创造世界时是否有所选择。”这是他特有的诗情画意式的语言,他的意思是说,我们的宇宙是不是唯一可能的宇宙。  一提到上帝,人们很容易产生误读,因为爱因斯坦的问题并非神学问题。其实,爱因斯坦是想知道,根据物理定律是否必然能产生我们这个独特的宇宙,里面充满了星系、恒星和行星;或者说,像汽车经销商每年推出新车型一样,物理定律是否会让宇宙具有大量不同的特色?
期刊
译/ 田也  一写完童子军团长事件的报告,我们就赶去华盛顿做一场关于最新UFO事件的调查。8月上旬收到的许多UFO报告都引起了军方以及其他政府机构的兴趣。截至1952年8月底,华盛顿的一些机构都对UFO的现状极为关注。  这起受到如此多关注的事件发生于羽田空军基地,也就是今天的日本东京国际机场。因为事件不是发生在美国,我们没法前去现场调查;但是多亏了远东空军情报人员的努力,我们得以了解这次惊人的U
期刊