宇宙中有哪些有趣的物理现象？5月2日消息，据国外媒体报道，现实的本质是什么？时空，也就是宇宙的四维结构，在最微小的尺度上到底是平...
宇宙中有哪些有趣的物理现象？
5月2日消息，据国外媒体报道，现实的本质是什么？时空，也就是宇宙的四维结构，在最微小的尺度上到底是平滑的，还是以别的形式存在？这些问题触及了物理学最基本理论的核心，而一项新的研究试图找到问题背后的答案。
宇宙是浩瀚无限的，是无边无际无始无终的。目前人类认知的宇宙只局限于“宇宙大爆炸”形成的理论中。而大爆炸的中心就是“黑洞”，大爆炸后宇宙开始向四周膨胀，在宇宙膨胀结束后，黑洞开始收缩，并吸收宇宙中所有星体，物质，包括光，在宇宙中心聚集挤压。最终发生新的“大爆炸”，产生新和宇宙。并以此永远无限循环。
要解开宇宙之谜，黑洞之谜今后需要人类不断的研究探索和发现。
宇宙中存在一个超级空洞，这是一团横跨18亿光年的球状物质，其中的星系密度远远低于正常区域。
宇宙的荒原，星迹罕见。
夏威夷大学天文学家伊斯特凡·扎普迪称，这团物质 "可能是人类发现的最大的结构"。
宇宙超级空洞并不完全是真空的，它比我们所在的宇宙中的物质少20%。"它只是密度超低而已”
二，宇宙长墙-斯隆长城
史隆长城是星系组成的巨墙，是目前所知宇宙中被观察到的第二大的结构。
这项发现是普林斯顿大学的理查和同事们在2003年10月宣布的。
依据史隆数位巡天所获得的资料，这座巨墙的长城距地球10亿光年之外，长达13.7亿光年。
三，银河系位于宇宙超级空洞之中，人类生活在宇宙的荒原。
银河系拉尼亚凯亚超星系团 内的位置。
有科学家认为，银河系位于宇宙超级空洞KBC内。银河系所在的KBC空洞要比普通的宇宙空洞大7倍，半径高达10亿光年。
四，宇宙中最大的恒星-盾牌座UY
这颗恒星是至今人类已知体积最大的恒星，直径达2,375,828,000公里。
这颗恒星能容纳约45亿个太阳，即约2亿亿个地球。
作为一颗红超巨星，盾牌座UY的寿命只有短短1000万至5000万年。经过这几千万年后，这颗恒星就会因核塌缩极超新星变成大体积黑洞。
五，宇宙中最小的粒子的直径是1个普朗克长度。
-一个普朗克长度是1.6×10-35米(16前面加上34个零和小数点)
基本粒子（光子，电子，中微子，夸克，W和Z玻色子，胶子，希格斯玻色子）都是点粒子，没有大小。
量子力学，量子隧穿效应，量子纠缠态。
量子纠缠是粒子在由两个或两个以上粒子组成系统中相互影响的现象，虽然粒子在空间上可能分开。两个粒子互相纠缠，即使相距遥远距离，一个粒子的行为将会影响另一个的状态 。当其中一颗被操作(例如量子测量)而状态发生变化，另一颗也会即刻发生相应的状态变化 。
量子隧穿与经典碰撞
量子隧穿是指微观粒子可以穿越大于自身总能量的势垒的量子行为，而这在经典力学中是不允许的，因为在没有外力的作用下，一个小球不可能跳出盒子。
2、有时自来水管在邻近的水龙头放水时,偶尔发生阵阵的响声.这是由于水从水龙头冲出时引起水管共振的缘故.
3、对着电视画面拍照,应关闭照相机闪光灯和室内照明灯,这样照出的照片画面更清晰.因为闪光灯和照明灯在电视屏上的反射光会干扰电视画面的透射光．
4、冰冻的猪肉在水中比在同温度的空气中解冻得快.烧烫的铁钉放入水中比在同温度的空气中冷却得快.装有滚烫的开水的杯子浸入水中比在同温度的空气中冷却得快.这些现象都表明：水的热传递性比空气好,
5、锅内盛有冷水时,锅底外表面附着的水滴在火焰上较长时间才能被烧干,且直到烧干也不沸腾,这是由于水滴、锅和锅内的水三者保持热传导,温度大致相同,只要锅内的水未沸腾,水滴也不会沸腾,水滴在火焰上靠蒸发而渐渐地被烧干,
6、走样的镜子,人距镜越远越走样．因为镜里的像是由镜后镀银面的反射形成的,镀银面不平或玻璃厚薄不均匀都会产生走样.走样的镜子,人距镜越远,由光放大原理,镀银面的反射光到达的位置偏离正常位置就越大,镜子就越走样．
7、天然气炉的喷气嘴侧面有几个与外界相通的小孔,但天然气不会从侧面小孔喷出, 只从喷口喷出.这是由于喷嘴处天然气的气流速度大,根据流体力学原理,流速大,压强小,气流表面压强小于侧面孔外的大气压强,所以天然气不会以喷管侧面小孔喷出.
8、将气球吹大后,用手捏住吹口,然后突然放手,气球内气流喷出,气球因反冲而运动.可以看见气球运动的路线曲折多变.这有两个原因：一是吹大的气球各处厚薄不均匀,张力不均匀,使气球放气时各处收缩不均匀而摆动,从而运动方向不断变化；
二是气球在收缩过程中形状不断变化,因而在运动过程中气球表面处的气流速度也在不断变化,根据流体力学原理,流速大,压强小,所以气球表面处受空气的压力也在不断变化,气球因此而摆动,从而运动方向就不断变化.
2.星系之所以是扁平的是因为离心力与向心力不共线所造成的结果⊙﹏⊙
3.白天的天空是蓝的，傍晚的天空是红色的原因，都是一样的。(瑞利散射)
4.电场和磁场其实完全一样的东西，只是用了两种不同的参考系表现出来的看起来不一样的东西。这个可以用相对论推导:D
5.你之所以能够站在地上不穿过地面掉下去，木头之所以可以燃烧，电池之所以可以产生电，金属之所以可以导电，其实都是由同一个东西引起的，库仑力:D
液体表面的张力有多大？在太空中喝水，会发生什么有趣的现象？
液体表面的张力有很大。浮力是指液体或气体中物体向上的升力。然而，由于太空是失重环境，它会对浮力产生什么影响?在太空教学中，宇航员也面临着许多困难，要在拍照的同时保持稳定的教学。此外，实验所需教具的体积和力度等物理因素也需要仔细考虑。
王亚平展示了一个水在太空中的实验，在失重状态下浮力消失，水的表面张力显著在失重的太空环境中，液体会发生很多奇妙的事情。液体中的物体不会受到浮力的影响，浮力是由于液体中的物体不会受到重力的影响，由于空间的失重状态，压力不再存在，浮力就会丧失。这就是为什么我们看到宇航员漂浮的原因。
表面张力显示出强大的力量因为在失重状态下，表面张力是“显著的”。王亚平老师还在做太空水实验，做了一个圆形的水胶片，看起来像一个放大镜，然后把用女儿折纸做的花放在水胶片上，“花慢慢开放”的奇妙现象。这是因为水的表面张力在失重的太空中发挥了神奇的作用。在这种情况下，即使将水注入膜中，也不会破坏水膜的表面张力。在课堂上，王亚平老师制作了一部水电影。然后当王老师往水球里注水时，水膜继续膨胀，变成了一个水球。目前开了1000公里左右，油耗在左右，可能新手有时高点有时低点，在能接受范围，后期等我技术好些了估计会稳定下来吧。座椅有点窄有点硬坐久了会不舒服头枕看起来也比较单薄家用车座椅还是设计的舒服一些才好，放歌听的时候音质比较一般。值得注意的是，注入的水似乎不会“移动”，需要从水膜的两侧注入，使水球更圆、更美观。
什么是水的流速，有什么作用吗？
高速水流可以达到20-30m/s，比如水电站的泄洪。
流量和流速的换算关系由以下公式进行计算，Q=VxS，其中V代表水在管道中的流速，S为管道的截面积，Q代表水在特定的时间内流过的流量。其中Q的单位是m³/s，V的单位是m/s，S的单位是㎡。
流速也方便计算，水在管道中的流动是靠泵体加压来完成的，其流速可通过每分钟水龙头出水量来测量，泵体大压力大肯定流速大。
流速场和流线
各空间点流速的集合构成流速场。流线是流速场的几何表示。它是同一瞬间不同流体质点所组成的曲线，线上所有质点的流速矢量都和该曲线相切。同一瞬间通过流动空间各点的流线所构成的流线图给出该瞬间整个流动的清晰图象。若点流速不随时间而变化，则为恒定流；否则为非恒定流。非恒定流的流线和流线图随时间而变化。
爱因斯坦的相对论中，是如何叙述时间穿越这一话题的？
过程有些复杂，我们详细的介绍。
在四维时空中，三个空间可以穿越，四维时间与空间不同。时间不断流逝，不会停止，无法改变时间。理论上来讲，是否有办法穿越时间呢？相对论是涉及时间的理论，打破牛顿的绝对时空观，把时间和空间统一。根据相对论，时空与参照系有关，宇宙中参照系是平权的，没有参照系作为宇宙的标准时空。谈论时空时，需要结合参照系才存在意义。
相对论在某种意义上实现时间穿越，向后的穿越是不允许的。那么，为什么只能向前无法向后呢？向后穿越会引发悖论。时间旅行者去往过去，行为导致无法出现在世界上，那么，没有后来的穿越，也就无法出现在世界上，不可避免。物理学中，类似的悖论被称为祖父悖论。
不过，物理学家提出，这种悖论可以解释的，需要平行宇宙。根据多世界，任何可能会发生，每种可能会衍生出平行宇宙，之间没有干扰。遗憾的是，没有证据支持平行宇宙，向后穿越被认为是不可行的。向前的时间穿越是可以实现的。简单说，向前的时间穿越到达的是其他人的未来，不是自己的未来。根据相对论，不同参照系的时间流速不一样，进行比较发现，时间流速会有快慢。根据狭义，相对静止的参照系，运动参照系的时间流速较慢，这是钟慢效应。根据广义，对于弱引力场参照系，强引力场参照系时间流速较慢，这是引力时间膨胀效应的现象。
有位时间旅行者乘坐接近光速的飞船在宇宙中航行，在黑洞周围待上时间，那么，重新返回地球时，对他说，可能过去1年；对于地球上的人说，时间可能过去50年。
原子钟在飞船上运行的速度会比在地球上的慢吗？这是什么原因？
既然时间不是绝对的，那么“绝对时间也跟着变慢”这种说法当然也就无从谈起了。况且这一说法本来就是矛盾的——假如“绝对”，又何来“变慢”？
至于“飞船上的 铯原子钟 走时比地球上的铯原子钟慢”，这倒是确有其事。而且不止飞船， 有实验表明，即便是飞机上的铯原子钟走时也同样比地面上更慢，只是差异微乎其微而已 ——咱们后文再来详谈这一点。
总而言之就是，时间的流速绝不仅仅只是从观察的角度而言有所不同，而是相对于不同的惯性系而言确实有所不同。它的实际状况是， 在速度越快 或者引力越大的地方，时间就流逝得越慢，但是对于同一惯性系或引力场中的人和事物而言，时间的流速始终是正常的。
也就是说，假如你坐在一艘接近光速的飞船上，你的时间过得确实比地球更慢——你感觉只过了1天， 地球上或许已经过了几天、几周、几个月……甚至许多年， 具体存在多大差异，取决于飞船有多接近光速。
反过来说，如果你呆在一个运动速度比地球慢的环境中，你的时间将过得比地球更快——你辛辛苦苦熬上1年，地球上说不定才只过了1天。
然而，无论你所在之处的时间流速比地球快还是比地球慢，你自己是感受不到任何异常的，对你而言时间的流速始终是正常的， 这就是所谓的“ 时间膨胀效应 ”。
这一理论听上去的确有些匪夷所思，甚至难以置信，然而它的正确性已经受到了无数次的检验，其中最著名的一次莫过于1971年的 “哈菲尔-基廷实验 （Hafele–Keating experiment） ” 了——这项经典的实验被大量科普类文章重复、重复、再重复地提及，可惜绝大部分文章的描述都是错的。
鉴于提问者也是科学领域的创作者，我把准确的实验过程和结果讲一下，建议你可以把它收藏下来，将来写文章或许用得上。
哈菲尔-基廷实验
1971年10月， 美国海军天文台 （USNO）的物理学家 乔·哈菲尔 （Joseph·Hafele）和 理查·基廷 （Richard·Keating），携带着编号分别为120、361、408、447的 四台铯原子钟 ，搭乘定期的 商业航班 ，沿赤道地区进行了两次 环球飞行 ：
一次向东，与地球的自转方向相同，总计耗时41.2小时，平均巡航高度8900米。
一次向西，与地球的自转方向相反，总计耗时48.6小时，平均巡航高度9400米。
沿相反的方向做两次环球飞行，是由于地球的公转和自转速度会影响飞机相对于地心的速度；随身携带四台铯原子钟则是出于严谨以及降低误差的目的。
由于 距离地面越高引力就会变得越小 ，因此在实验的过程中， 被带上飞机的铯原子钟不仅会受到“速度时间膨胀效应”的影响，还会受到“引力时间膨胀效应”的影响，最终的结果为两者之和。
完成两次飞行之后，哈菲尔和基廷将客机的速度、高度、线路等参数代入相对论的一系列公式中，计算出了 飞机和地面的 铯原子钟走时 会出现多大差异；然后又将 携带的铯原子钟与位于 美国海军天文台的铯原子钟进行了比对，最后得到了如下结果：
截图上半部分的文字是实验过程的简介，就不用去管它了，我只把数据部分翻译一下：
向东飞行时
向西飞行时
从上述数据中可以看出： 如果飞机以8900米的高度向东飞行41.2小时，时间流速在理论上应当比地面大约慢40纳秒，而实际观测结果是慢了大约59纳秒；如果飞机以9400米的高度向西飞行48.6小时，时间流速在理论上应当比地面大约快275纳秒，而实际观测结果是快了大约273纳秒。
理论计算和现实观测的结果几乎是一致的，微弱的差异主要来源于飞机在航行过程中受到的一些客观影响。不过，相较于光速而言，飞机的速度实在太慢了，飞行40多个小时才出现了200多纳秒的差异，而十亿纳秒才等于1秒，这微不足道的差异完全可以忽略不计。
值得一提的是， 实际观测值中的-59纳秒和+273纳秒这两个数据，是四台铯原子钟的平均值，故而也分别包含了 10和 21纳秒的测量误差。
实际上，在向东和向西飞行时，飞机上的 四台铯原子钟 与海军天文台的原子钟之间 差值分别为：
120号原子钟：-57纳秒；+277纳秒。
361号原子钟：-74纳秒；+284纳秒。
408号原子钟：-55纳秒；+266纳秒。
447号原子钟：-51纳秒；+266纳秒。
从这组数据中我们也能看出， 当飞机顺着地球自转方向飞行时，四台铯原子钟的走时全都慢了59纳秒左右；逆着地球自转方向飞行时，四台铯原子钟的走时全都快了273纳秒左右， 并且理论预测的情况也的确应当如此，且数值基本吻合。
由此可见， 哈菲尔-基廷实验完美地证明了《相对论》的正确性 ——在速度与引力不同的情况下，时间的流逝速度确实会变得不一样。而爱因斯坦在铯原子钟还未发明出来时，就准确地预料到了这一点，甚至将预测的结果精确到了纳秒，这便是他的伟大之处。
事后，这项实验的论文被发表在了“美国科学促进会（AAAS）”出版的学术期刊 《Science （科学） 》 上，这也是全世界最权威的学术期刊之一。
同时，哈菲尔-基廷实验的结果也为GPS卫星的时间修正提供了参考。因为 GPS卫星 以7.9公里/秒的高速 在引力更小的太空轨道上运行，会产生更强烈的时间膨胀效应，倘若不强行修正，使其与地面时间达成同步，就无法提供准确的位置信息。
综上所述，《相对论》以及时间膨胀效应无论多么颠覆我们的认知，它的确是正确无疑的。
这是空间引力风作用于三元运动变量条件，而产生阻力作用的必然结果！详见2021年第1期《科学中国人》中的《辩证的绝对时空观》一文。
结局分为如下两条：
① 如果飞船与地球之间的距离在不断增加，也就是飞船与地球都一直保持惯性系，那么时间变慢是相对的，各自都觉着对方慢。
② 反之，一旦飞船要回到地球，那么这个时间相对就被打破了，最终是飞船内的时间变慢。
考虑到实际情况，一般来说飞船必定是要返回地球的，否则怎么验证原子钟时间是否变慢呢？说到这点，可能有些朋友想到，飞船不必回来，只要朝地球发射电波信号即可，信号携带着飞船原子钟的时间信息。
这个方法也是可行的，设计流程是这样的，起飞前，约定好飞船内部人员在其原子钟显示为特定时间时（比如为一小时，毕竟飞船的速度极快，否则相对论效应很难体现），就向地球发送带信号，告诉我们飞船内部时间为一小时。
考虑到信号传播需要一定时间，地球上的人在结合相对论效应的基础上，可以推算自己能在几时几分接收到飞船信号。如果成功，则说明飞船内部时间相比于地球确实变慢了，否则该信号将会在其它时间段被接收，那就说明相对论预测失败。
同样的，这样的实验，飞船内部人员也可以进行测试。
但实际上，咱们目前的 科技 还做不了如此高能的实验，但科学家们已经通过其它现象观测到了这个效应的存在，比如利用宇宙射线中的μ子进行统计测量实验，还有就是1971年进行的原子钟环球飞行实验（虽然这个实验严格来讲是验证了广义相对论）
此外前文还提到了另一种结局，就是飞船返回地球，这实际上就是双生子佯谬问题，具体解释可以看我主页里8月份写的文章。
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