从瞬间到永恒

时间单位的范围从无限短暂到极其漫长。此处给出的描述试图传达这种巨大时间跨度的概念

一阿秒(十亿分之一秒的十亿分之一)

科学家可以计时的最短暂事件以阿秒为单位进行测量。研究人员已经创造出持续时间仅为 250 阿秒的光脉冲,使用了精密的超高速激光器。虽然这个间隔似乎难以想象地短暂,但与普朗克时间(大约 10

−43 秒)相比,它仍然是一个永恒,普朗克时间被认为是可能的最短持续时间。


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一飞秒(十亿分之一秒的百万分之一)

分子中的原子通常在 10 到 100 飞秒内完成一次振动。即使是快速的化学反应通常也需要数百飞秒才能完成。光与视网膜色素的相互作用(允许视觉的过程)大约需要 200 飞秒。

一皮秒(十亿分之一秒的千分之一)

最快的晶体管以皮秒为单位运行。底夸克是一种在高能加速器中产生的稀有亚原子粒子,其寿命为一皮秒,然后衰变。室温下水分子之间氢键的平均寿命为三皮秒。

一纳秒(十亿分之一秒)

光束在真空中传播,在这段时间内仅能传播 30 厘米(不到一英尺)。个人电脑内部的微处理器通常需要两到四纳秒才能执行单个指令,例如将两个数字相加。K 介子是另一种稀有的亚原子粒子,其寿命为 12 纳秒。

一微秒(百万分之一秒)

光束现在将传播 300 米,大约相当于三个足球场的长度,但海平面的声波将仅传播三分之一毫米。高速商用频闪灯的闪光持续时间约为一微秒。炸药引信烧完后,需要 24 微秒才能爆炸。

一毫秒(千分之一秒)

典型相机中最短的曝光时间。家蝇每三毫秒拍打一次翅膀;蜜蜂每五毫秒拍打一次翅膀。由于月球轨道逐渐变宽,月球每年绕地球运行的速度慢两毫秒。在计算机科学中,10 毫秒的间隔称为吉夫。

十分之一秒

传说中的“眨眼”的持续时间。人类的耳朵需要这么多时间才能区分回声和原始声音。“旅行者 1 号”探测器正在加速飞出太阳系,在这段时间内又远离太阳约两公里。蜂鸟可以拍打翅膀七次。音叉调到中央 C 上方的 A 音会振动四次。

一秒

一个健康人的心跳持续时间大约这么长。平均而言,美国人在这段时间内吃掉 350 片披萨。地球绕太阳运行 30 公里,而太阳在其穿越银河系的旅程中疾驰 274 公里。这还不足以让月光到达地球(1.3 秒)。传统上,秒是一天的 24 分之一的 60 分之一的 60 分之一,但科学给出了更精确的定义:它是铯 133 原子产生的一种辐射的 9,192,631,770 个周期的持续时间。

一分钟

新生婴儿的大脑在这段时间内增长一到两毫克。鼩鼱扑腾的心脏跳动 1,000 次。普通人可以说大约 150 个单词或阅读大约 250 个单词。阳光大约在八分钟内到达地球;当火星最接近地球时,从这颗红色星球表面反射的阳光大约在四分钟内到达我们这里。

一小时

繁殖细胞通常需要大约这么长时间才能分裂成两个。黄石国家公园老忠实喷泉的平均喷发间隔为 1 小时 16 分钟。来自我们太阳系中最遥远行星冥王星的光到达地球需要 5 小时 20 分钟。

一天

对于人类来说,这可能是最自然的时间单位,即地球自转的持续时间。目前计时为 23 小时 56 分 4.1 秒,由于来自月球和其他影响的引力拖曳,我们星球的自转正在不断减慢。人类心脏一天跳动约 10 万次,而肺部吸入约 11,000 升空气。在相同的时间内,一头幼年蓝鲸的体重又增加了 200 磅。

一年

地球绕太阳公转一周,并在其轴线上自转 365.26 次。海洋的平均水平上升 1 到 2.5 毫米,北美洲向远离欧洲的方向移动约 3 厘米。来自比邻星(最近的恒星)的光到达地球需要 4.3 年——大致相当于洋流环绕地球所需的时间。

一个世纪

月球又从地球后退了 3.8 米。标准光盘和 CD-ROM 预计会在这段时间内退化。婴儿潮一代只有 1/26 的机会活到 100 岁,但巨型陆龟可以活到 177 岁。最先进的可录制 CD 可能持续 200 多年。

一百万年

一艘以光速飞行的宇宙飞船在飞行了一百万年后,仍未到达前往仙女座星系(230 万光年之外)的旅程的中点。质量最大的恒星,即比太阳亮数百万倍的蓝色超巨星,大约会在这么长时间内燃尽。由于地球构造板块的运动,洛杉矶将在一百万年后向其目前位置的北偏西北方向蠕动约 40 公里。

十亿年

新形成的地球大约需要这么长时间才能冷却、形成海洋、孕育单细胞生命并将其富含二氧化碳的早期大气层转变为富氧大气层。与此同时,太阳围绕银河系中心旋转了四次。由于宇宙有 120 亿到 140 亿年的历史,因此超过十亿年的时间单位并不常用。但宇宙学家认为,宇宙可能会无限期地膨胀下去,直到最后一颗恒星死亡(距今 100 万亿年)和最后一个黑洞蒸发(距今 10

100 年)之后很久。我们的未来比我们的过去要长得多。

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