时间的尺度

作者: 时间:2019-02-24 点击数:

时间的尺度

 

 

1 普朗克时间——10-43s

普朗克时间,是指时间量子间的最小间隔,即普朗克时间,为 10E43秒(即10^-43s)。没有比这更短的时间存在。普朗克时间=普朗克长度(10-35次方米)/光速。如何超越普朗克长度和普朗克时间还是个谜,因为现行物理定律在这个范围内就失效了。宇宙论学者在研究宇宙起源时,在大爆炸之后,最多就能计算到10-43次方秒。要研究普朗克时间之前发生的事,还缺乏新定律。这种新定律,理论物理学家已研究几十年了。

2 飞秒激光器——10-15s

飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光,持续时间非常短,只有几个飞秒,一飞秒就是10的负15次方秒,也就是1/1000万亿秒,它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍。这是飞秒激光的第一个特点。飞秒激光的第二个特点是具有非常高的瞬时功率,可达到百万亿瓦,比全世界发电总功率还要多出百倍。飞秒激光的第三个特点是,它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域,使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。

飞秒激光有什么用途呢?飞秒激光的出现使人类第一次在原子和电子的层面上观察到这一超快运动过程。基于这些科学上的发现,飞秒激光在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中得到了广泛应用。物质在高强度飞秒激光的作用下会出现非常奇特的现象:气态、液态、固态的物质瞬息间变成了等离子体。高功率飞秒激光在医学、超精细微加工、高密度信息储存和记录方面都有着很好的发展前景。

3 内存读写时间——10-9s

存取时间,指的是CPU读或写内存内数据的过程时间。以读取为例,从CPU发出指令给内存时,便会要求内存取用特定地址的数据,内存响应CPU后便会将CPU所需要的数据送给CPU,一直到CPU收到数据为止,便成为一个读取的流程。用存取时间的倒数来表示速度,比如存取时间6ns的内存实际频率为1/6ns=166MHz

4 百米世界纪录——101s

百米纪录是由(牙买加)博尔特于2009817日在德国柏林创造的。

北京时间2015531日凌晨,国际田联钻石联赛美国尤金站比赛,中国男子苏炳添以999的出色成绩获得男子100米第三名,这个成绩打破了张培萌保持的1000的全国纪录。

5 地球自转一周时间——104s

地球自转是地球的一种重要运动形式,地球绕自转轴自西向东的转动,从北极点上空看呈逆时针旋转,从南极点上空看呈顺时针旋转。地球自转,只是在描述地球自身绕日运行的姿态,它相对于太阳的位置而言,每24小时旋转一周;相对于恒星的位置而言,每23小时564秒旋转一周,这是现行时间标量的依据,是太阳日和恒星日日长的由来,也是地球出现朝、昼、暮、夜的原因 

1)速度变化:长时期以来呈减慢趋势的地球自转速度自1999年开始加快。NIST的时间测定师们称,为调准以地球自转速度为标准的地球时间和原子时钟的时间,自1972年起到1999年的27年来为地球的标准时钟追加过共22闰秒的时间,但1999年后却没有追加过闰秒,是因为地球的自转速度加快了。自转速度的变化20世纪初以后,天文学的一项重要发现是,确认地球自转速度是不均匀的。人们已经发现的地球自转速度有以下3种变化:

①长期减慢。这种变化使日的长度在一个世纪内大约增长1~2毫秒,使以地球自转周期为基准所计量的时间,2000 年来累计慢了2个多小时。引起地球自转长期减慢的原因主要是潮汐摩擦。

②周期性变化。20世纪50年代从天文测时的分析发现,地球自转速度有季节性的周期变化,春天变慢,秋天变快,此外还有半年周期的变化。周年变化的振幅约为20~25毫秒,主要是由风的季节性变化引起的。

③不规则变化。地球自转还存在着时快时慢的不规则变化。其原因尚待进一步分析研究。

地球自转减慢还与人类的活动有很大的关系,特别是人造地球卫星的发射,其反作用力让地球自转直接变慢,根据动量守恒的原理,这种因素应该是目前造成地球自转变慢的最主要原因了。所以人类为了地球的安全,发射的卫星不应该再借助地球自转的动量。

2)自转的意义昼夜交替  地方时和区时

6 地球公转一周时间——107s

地球公转的解释是:地球环绕太阳的运动称为地球公转。因为同地球一起环绕太阳的还有太阳系的其他天体,太阳是它们共有的中心天体,故被称为“公”转。此时,地轴与公转轨道的夹角是66.5度。是太阳直射在南北纬回归线之间运动。

7 人类起源至今——1014s

    理论上将人类起源过程分为三大阶段:古猿阶段;亦人亦猿阶段;能制造工具的人的阶段。后阶段包括猿人和智人两大时期;它们又分为早期和晚期两个阶段。

    最初的人类在人类学中被称为“完全形成的人”。我国古人类学者把这一进程分作猿人和智人两大阶段,每段再分为早晚两个时期。 250万年前,热带非洲的气候开始恶化,冰期从北半球袭来。随着气候越来越干旱,稀树大草原开始逐渐变为灌木大草原,大多数南方古猿消失。有两个例外,一种情况是,某些地区稀树大草原保留下来,那里的南方古猿得以生存下去,比如南方古猿能人种和两种粗壮种。更重要的一种情况是某些南方古猿群体利用自己的聪明才智发明了一些成功的防卫机制而生存下来,对于这些防卫机制人们只能去猜测,可能会扔石头,或者使用有木头和其他植物材料制成的原始武器,有可能露宿野外篝火旁。事实上正是这些南方古猿的后裔生存下来并繁荣起来,最终进化成人属,从树上栖息双足行走转变为陆地生活并双足行走。

能人

    能人(Homohabilis) 150万到250万年前,南方古猿的其中一支进化成能人,最早在非洲东岸出现,也就是所谓的早期猿人,能人意即能制造工具的人,是最早的人属动物。直立人

    直立人(Homoerectus) 20万到200万年前,最早在非洲出现,也就是所谓的晚期猿人,懂得用火,开始使用符号与基本的语言,直立人能使用更精致的工具,叫做阿舍利文化。智人

早期智人(early Homosapiens) 3万到25万年前,旧石器中期起源于非洲,后向欧亚非各低中纬度区扩张(除了美洲),这是人类第2次走出非洲。(大荔人、马坝人、丁村人、许家窑人、尼安德特人都属于早期智人)

晚期智人(late Homosapiens) 1万到5万年,也就是所谓现代人的祖先(山顶洞人、河套人、柳江人、麒麟山人、峙峪人既属于晚期智人)。大约10万年前,一大群智人占据了尼安德特人分布的领域,一般认为这群智人来自撒哈拉以南的非洲,产生于大约15万年前至20万年前。智人显然起源于非洲的直立人群体。入侵西欧的智人叫做克罗马农人,他们的文化很发达,在拉斯考克斯岩洞和肖威岩洞里留下了著名的绘画。

8 恐龙时代至今——1015s

生代:显生宙第二个地质时代,指的是介于古生代和新生代之间的时代,距今2.5亿年-6500万年前的时代,地质学上分为3个纪(三叠纪、侏罗纪、白垩纪)称为中生代,是地球上爬虫类统治地球最鼎盛的时代,其中代表动物恐龙,出现于三叠纪晚期,鼎盛于侏罗纪、白垩纪中期,灭绝于6500万年前白垩纪晚期,由于当时地球上最繁盛的最具代表性的物种就是恐龙(统治地球时间长达约1.6亿年之久),故中生代也被称为恐龙时代。

三叠纪:恐龙的黎明(约距今2.5亿年-2亿年,持续约5000万年)

早期翼龙和鱼龙开始主宰天空和海洋,地球上从此进入恐龙时代并一直延续了长达1.6亿年。

侏罗纪:恐龙的鼎盛时期(约距今1.99亿年-1.45亿年,持续约5400万年)

侏罗纪时期,大陆开始真正的分裂,导致以后的恐龙走上了独立演变的道路,侏罗纪的气候开始变得温暖潮湿,植被繁茂,恐龙等生物经历了约5000多万年的进化,衍生出一大片形态各异的恐龙和其他生物,这时候的恐龙开始主宰地球了。  

白垩纪:恐龙的衰亡时期(约距今1.45亿年-6500万年前,约持续8000万年)

白垩纪时期是中生代最后一纪,恐龙种类相对于侏罗纪明显减少,天空中飞舞着翼展达12米的披羽蛇翼龙(风神翼龙)海里游着长达19米的沧龙,虽然种类相对于侏罗纪减少了,但体型明显更为巨大,如长颈的泰坦巨龙类大部分都是780吨的大家伙,棘龙和暴龙类(霸王龙)更是成为了地球上有史以来最庞大的肉食性动物。到了白垩纪后期由于地球环境剧烈变化,也有说是1颗直径超过10公里的小行星撞击地球终结了恐龙时代,不光是恐龙,连同翼龙,鱼龙,蛇颈龙,沧龙也一同灭绝了,如今只剩下博物馆的化石还在向我们讲述那曾经的辉煌。

9 地球形成至今——1017s

根据估计,地球的形成所需时间约为1千万年至1亿年,形成原始地球的物质主要是星云盘的原始物质,其组成主要是氢和氦,它们约占总质量的98%。此外,还有固体尘埃和太阳早期收缩演化阶段抛出的物质。在地球的形成过程中,由于物质的分化作用,不断有轻物质随氢和氦等挥发性物质分离出来,并被太阳光压和太阳抛出的物质带到太阳系的外部,因此,只有重物质或土物质凝聚起来逐渐形成了原始的地球,并演化为今天的地球。

 地球形成时基本上是各种石质物的混合物,初始地球的平均温度估计不超过1000℃,所以全部处于固态。形成后,由于长寿命放射性物质的衰变,内部慢慢增温,以致原始地球所含的铁元素转化成液态,某些铁的氧化物也将还原。液态铁由于密度大而流向地心,形成地核。由于重的物质向地心集中,释放的位能可使地球的温度升高约2000℃。这就促进了化学分异过程,由地幔中分出地壳。地壳岩石受到大气和水的风化和侵蚀,产生了沉积和沉积岩,后者受到地下排出的气体和溶液,以及温、压的作用发生了变质而形成了变质岩。这些岩石继续受到以上各种作用,可能经受过多次轮回的熔化和固结,先形成一个大陆的核心,以后增长成为大陆。原始地球不可能保持大气和海洋,它们都是次生的。海洋是地球内部增温和分异的结果,但大气形成的过程要更复杂。原生的大气可能是还原性的。当绿色植物出现后,它们利用太阳辐射使水气(H2O)和CO2发生光合作用,产生了有机物和自由氧。当氧的产生多于消耗时,自由氧才慢慢积累起来,在漫长的地质年代中,便形成了主要由氮和氧所组成的大气。

10 宇宙大爆炸至今——1018s

    宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。宇宙起源是一个极其复杂的问题。 宇宙是物质世界,它处于不断的运动和发展中。千百年来,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天,许多科学家认为,宇宙是由大约137亿年前发生的一次大爆炸形成的。宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起,并浓缩成很小的体积,温度极高,密度极大,瞬间产生巨大压力,之后发生了大爆炸,这次大爆炸的反应原理被物理学家们称为量子物理。大爆炸使物质四散出去,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降,后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。

Copyright©2024  沧州交通学院 | 大学物理实验室  地址:河北省黄骅市学院路2009号  邮编:061199