如果从月球抓一把土到地球,质量守恒定律是不是就打破了?
首先你得分清楚,质量守恒定律的内容是什么?质量守恒指的是化学变化,反应前和反应后的质量是相等的,当然反应前和反应后,能量也是守恒的。
我估计你想表达的是,地球和月亮之间的引力关系。F=GMm/r²,地球和月球的质量确实发生了变化,但是这个这个变化的数值必须达到一定的能量级,达到G和r所能够计算变化量,范围之内的数值才可以。
日常生活中质量和重量都用质量单位,且经常用重量代替质量,所以你把质量和重量给搞混了。质量守恒其实更多的用于物体的反应过程,当然,用于物体本身也可以。你抓了一把土从月球到地球并不会打破质量守恒定律,那把土的质量该是多少就是多少,当然,因为地球的引力比月球大,重力加速度大于月球,所以土的重量会变重。
从微观层面理解物体的质量,你就更好理解质量守恒是怎么一回事。物体质量等于组成物体的所有元素质量只和,表述成另外一种就是等于组成物体的所有原子的质量只和,所以化学反应才会有质量守恒,因为化学反应是分子层面的反应,其原子总数是不变的。某些物理反应会导致质量不守恒,比如核变,部分质量会转化为能量释放。搬运土只是物体在空间当中的位置变化,什么反应都没有,更不会打破质量守恒定律。
普及一下物理基本公式:重力(量)=质量×重力加速度。
由于地球各区域重力加速度区别不大,重力简单计算都是取10N/kg。所以同样一千克质量的土在月球上的重量约为0.16千克,而在地球上重量为1千克。但它的质量都是一千克。
首先,正如你所说,这是质量守恒定律,不是重量守恒定律。我们在地球上对物体进行称重,严格来说,测得的重力,也就是质量乘以重力加速度,即G1=m*g1(为示区别,G1表示地球上物体的重量,g1表示地球的重力加速度)。只不过由于地球表面的重力加速度g基本一致,所以只需要把重力加速度除掉就可以了。而在月球上,其重力加速度g比地球上的g要小,这时候,如果我们带一把秤到月球上,那么得到的重量为G2=m*g2(为示区别,G2表示月球上物体的重量,g2表示月球的重力加速度)。显然,由于g2和g1不同,月球上的重量G2和地球上的重量G1不同,但是质量守恒定律并不是G守恒,而是m守恒,在这个过程中,m不会发生任何变化。
其实你说的同一物体在月球和地球的重量不同问题,不必这么麻烦,即使在地球上也很容易发现。由于地球的自传,实际上地球各处的重力加速度是不一致的,随着纬度的增加,重力加速度g也在增加,因此同样的物体,在赤道的重量和南北极的重量就是不同的。
那么你肯定会问,那质量m到底是如何测量的?实际上,质量m的测量,原来的最高标准是溯源的国际上的标准千克原器,也就是存在国际标准化组织巴黎总部的一个金属球。近130年来,“1千克”这一质量单位由一个直径和高度同约为39毫米的铂铱合金圆柱体定义,即“国际千克原器”,外号为“大K”。全世界的质量标准都是来自于此,具体测量方法就是用天平来称,由于天平只是简单的杠杆原理,理论上不受重力加速度影响(假定天平两端的重力加速度相等)。但是,凡事都有但是,即使大K”原器保存在巴黎西郊一间地下储藏室内,其质量受空气污染和氧化等因素影响出现细微变化,已难以适应现代精密测量要求。因此越来越多的科学家建议放弃采用这种实物方式来作为质量基准,而是采用其他不变的物理常数来定义。终于在2018年第26届国际计量大会16日通过“修订国际单位制”决议,正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的4项基本单位定义。新国际单位体系将于2019年5月20日世界计量日起正式生效。其中,最受关注的“千克”定义,将以量子力学中的普朗克常数为基准,其原理是将移动质量1千克物体所需机械力换算成可用普朗克常数表达的电磁力,再通过质能转换公式算出质量。这时的质量定义,从测量方法上也已经完全不依赖于重力了,因此更不用再纠结这个问题了。
人类有可能将月球改造成宜居星球吗?
改造月球是不可能的,徒劳。首先月球上面既没有水,又没有空气。月球由于被地球的引力潮汐锁定,它始终以同一面对着地球。月球体积约为地球的1/81,重力仅为地球的1/6,象这样小的重力,根本无法保持住空气。假如我们在月球上建立基地、工厂、核设施,用以向月球上排放空气和水,就会因为重力太小,空气都向太空逃逸,而水也会立即气化。没有水和空气,我们也无法在月球上种植物。下一步工作我们就无从谈起。因此月球上顶多可以建一些小型的密闭的基地设施,供人们进行科学研究,也可以将它建成通往太空的中转站。
先说答案:不能,也没有必要。
何谓宜居星球?就是适合人类生存居住的星球。
什么是适合人类生存居住的星球?就是要有空气、水、适宜的温度,还要有其他的有机物和生物,形成生态平衡。
月球上这几点都没有。
月球质量约地球的1/81,没有大气,也没有水,而且被地球引力潮汐锁定,就是其自转与公转严格相等,围绕着地球公转一圈为27.32天,自转一圈也是27.32天,这样看起来就一直只有一面向着地球。
因此月球的一天(一个昼夜)就是27.32天。
月球没有春夏秋冬,没有风雨雷电,更没有任何生物,只有白天和黑夜。
月亮上没有大气,太阳就赤裸裸的暴晒在月球表面,由于没有空气的散射,被照射到的地方温度高达160℃,背阴冷至-180℃。
这样如果在月球生活,每天就要被160℃烤327个多小时,然后又要被-180℃冻327个多小时。
没有地磁抵挡疏散太阳风高能粒子,也没有大气阻挡太阳紫外线等有害射线辐射,这些能量和射线就直接轰击月表,任何生命都将被杀死。
月球月壳由月岩和月壤组成,月岩主要由结晶质火成岩、角砾岩等组成,月壤中有天然的铁、金、银、铅、锌、铜、锑、铼等矿物颗粒。
月球环境无法存活任何生物。
月壤和月岩中,还有丰富的氦-3。氦-3是一种优质的核聚变燃料,地球储量很少,据估计整个储量只有500公斤左右,而月球含量可达100万吨,可供全人类发电使用1万年。
可惜,月壤月岩中都没有任何有机质,这种土壤是无法生长植物的,也无法存活一个细菌。
从月球的客观状态来看,是完全不宜居的。
月球没有水,但如果说会渴死,那就是极其奢侈的事情了。
因为在缺乏保护的前提下,人或者任何生物在上面都会在极短的时间里死去。死法有憋死、烤死、冻死、低压爆裂而死、宇宙射线杀死等等,死状惨烈。
这些都是几秒钟或者几分钟的事情,怎么能够等到渴死?
那么,月球可以改造成宜居星球吗?
时空通讯认为不行,理由至少有这么几点:
1、人类寻求地外殖民地的原因是在今后地球不宜居时,有一个新的家园。而地球不宜居的主要原因是太阳不断的变亮变热,太阳系宜居圈外移。
月球与地球处于同一轨道,无法规避太阳的这些变化。未来的太阳系宜居带会向火星转移,因此火星才成为人类首选殖民地。
2、地球任何地方,哪怕是沙漠都比月球环境要好很多倍,要改造至少不需要制造空气,水和有机物的来源也比月球条件有天壤之别。月球很可能永远是不毛之地,但并非永远是冷僻之地。
月球在本世纪就很可能会成为一个繁华的地方。
那是因为月球对于人类太重要了,它的重要并不是成为宜居之地,而是人类深空远航训练基地和发射基地;人类所需资源的采集之地,比如氦-3;还会成为人类的旅游胜地。
NASA已经宣称,在2022年左右载人重返月球,在月背登陆,其中重要目的是在那里建立深空之门太空站,以及训练2033年左右载人登陆火星的飞船和乘员。
一些其他国家和组织也跃跃欲试,纷纷计划登陆月球,包括我们中国。
因此月球很快就会热闹起来,后来还可能有许多常住居民。但并不是那里成为了宜居之地,而是成为了基地,人们生活和养殖种植都会在人造密封环境中,无需呼吸的机器人会成为采矿和室外工作的主力。
月球依然是不毛之地,但已经不再孤寂。
火星才是人类首选的地外移民家园。
上世纪NASA就制定了一个火星改造计划,这个计划的预期是经过几千年甚至上万年的努力,也有人认为需要10万年,使火星成为一个宜居星球。
这是为人类建立的一个避难所。地球在未来很可能会成为一个不宜居的星球,人类如果不逃出地球,就会灭绝。为了延续人脉,科学家们高瞻远瞩的启动了这个计划。
计划包括在火星上制造温室气体,让火星升温,溶解地下冰冻水,在火星上形成海洋湖泊,播撒有机物改造那里的土壤,播撒经过转基因改造适宜火星种植的植物种子,让那里形成生态和气候的循环。
这个改造需要人类世世代代一茬接一茬的干下去。
不要以为这是科幻,现在已经箭在弦上。
NASA和埃隆·马斯克领导的SpaceX公司合作,计划在2033年左右送第一拨人类登上火星。
如若成功,后续的考察开发计划就会接踵而至,象征着改造火星的计划正式进入实施阶段。
为此,NASA发布了一组宣传画,主题是号召大家勇当火星探索的志愿者,并列出了火星之旅需要的不同人才,比如农民、测量师和教师等等。
据悉,前往火星很可能是一张单程船票,有去无回。
因此可以预见,本世纪将会产生第一批埋骨异域的火星人,这种牺牲的意义,是成为未来火星人的“上帝”。
有志献身于这种先驱级伟大事业的人们,不妨找NASA报名试试,或许从此完全改变自己默默的人生 。
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感谢邀请,只能说未来人类有可能将月球改造成可以居住的星球,但也仅限于可以居住,根本不能用“宜居”来形容,因为人类属于地球环境下的诞生品,放到月球上就属于外来者。
人类诞生于地球,是从原始生命一步步进化而来的,可以说形成人类的每一步都匹配了地球环境,是地球创造了人类,而不是人类创造了地球。人类离开地球就相当于失去了维持生命的基础条件,以地球环境中最简单的是水和氧气为例,月球上这两种都不具备,何来宜居之说。
当下社会对宜居的定义是:环境优美、生活舒适,而在月球上入眼所能见到的全是冰冷的灰色,与我国西部的戈壁滩有点类似,短时间满足好奇心可以,居住根本谈不上环境优美。另外月球没有氧气,外出需要穿着厚厚的防护太空服,否则就要一直待在封闭的环境里,这也根本称不上生活舒适。
当然,将月球改造成宜居星球只是一个假设,即便未来人类真的要开发新的居住星球,也肯定不会选择月亮,毕竟月亮体积过小,只是一颗卫星,没有改造的价值。距离地球同样很近的火星,或者走出太阳系、银河系以外的其他行星,或许才是最佳选择,只不过距离这一步何其的遥远。
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《三体》中,人类为什么没有向太空发送一个细胞,而是要送一个云天明的人头?
这个问题的答案非常简单,但引申的思考却非常耐人寻味。即原行星防御理事会战略情报局首任局长托马斯·维德,在三体智子的监控之下为什么要送一个人给三体第一舰队?
第一个问题:《三体》中,人类为什么不是送一个人,而是要送云天明的人头(大脑)?
其实维德也不想送一个人头(大脑)过去,而是想完整地送去一个人。但没有办法,凭借当时人类的科技水平只能送一个大脑过去。
按照小说中的时间线,维德计划送一个人给三体第一舰队大致发生在2010年前后,你可以想象一下就是凭借人类今天的技术,能不能将一个装载宇航员的航天器加速至光速的1%?何况是在2010年。人类截止到目前发射的最快航天器,旅行者号经过木、土、天、海四大行星引力弹弓加速,也不过才17千米每秒左右的速度,连光速的万分之一都达不到的。如果用这个速度向三体第一舰队发射探测器,等400年后三体人遇到这个探测器的时候,已经就离地球不远了,根本就毫无意义。
所以,从这个方面来说刘慈欣先生对人类科技发展的总体趋势把握的还是相当精准的。程心所提出的用核弹依次加速的阶梯计划,属于是凭借人类现阶段的科技水平所能完成目标的唯一可能,是用资源改变原理的极端典型。送一个大脑而不是送一个人,不仅减轻了加速的质量,而且非常巧妙地规避了对宇航员各种苛刻生存条件保障,譬如不必再考虑加速过载问题,不考虑人的寿命、健康问题等等,使得阶梯计划从技术上具备了的可能性。并且从文学上也增加了感染力,让读者对云天明悲惨的命运以及和程心凄美的爱情充满感动。
第二个问题:在《三体》中,维德为什么要坚持送一个人的大脑,而不是一个细胞?
虽然从技术上送一个细胞,要比送一个大脑过去要更简单。但在当时,人类包括维德事实上并知道三体第一舰队对人类感不感兴趣,更不知道三体人有没有能力通过一个细胞或一个大脑克隆一个人,这是在发射之前人类所不能肯定的。从技术上来说,如果三体人对人类感兴趣,想要克隆一个人,通过一个大脑肯定要比通过一个细胞更容易。
其次从目的上来说,维德和人类之所以要尽可能地送一个人过去,其目的就是为了在思维透明的三体的内部安插一个公开的间谍。用维德的话说就是:只要这个人到了三体人那里,就有一切的可能。言外之意就是期望这个人能迷惑过三体人,从而在恰当的时间为人类提供帮助。也正因为如此,就要求这个人对地球、人类具有感情,拥有独立的信念、人格和智慧。如果送一个细胞过去,即使三体人能够克隆出一个完整的人,也相当于孕育了一个婴儿,这样一个在三体世界孕育并长大的人,除了能帮助三体人研究人类生理结构的价值外,对人类根本就毫无价值。
但送一个大脑就不一样了,大脑是人类的思维和记忆器官,隐藏着一个人真正的灵魂。如果三体人通过这个大脑克隆一个人,这个克隆的人几乎与之前毫无区别。
第三个问题:维德在事先可以肯定三体人会“复活”云天明,并且云天明不会背叛人类吗?
当然不能肯定!但作为行星理事会战略情报局局长,维德还是凭借自己敏锐的战略眼光布下了这枚棋子。因为维德很清楚,首先在和人类的博弈中,三体人必然迫切地想知道自己敌人的奥秘,所以肯定会极尽所能地复活云天明。由于人的思维处于量子层级,量子具有不确定性,所以三体人虽然能够复活云天明,并不可能真正了解云天明心中究竟想的是什么?在思维透明的三体世界,这个人有非常便利的条件为人类做事。
其次,从战略高度,维德在一开始也就准确地判断出,人类和三体之间的博弈必然是一场跨越几个世纪的长期斗争,作为更高一级的文明,三体人为了规避自己思维透明的缺陷,必然会极力不和人类直接接触。这也就意味着人类可能根本见到三体人,更谈不上找到三体人的弱点,所以只能采取这种近似无脑的冒险行为,让一个人打入三体世界的内部。尽管这个人可能会背叛人类,但是只要是人就有弱点,只要是人就不可能永远忠于一个完全和自己不一样的物种。在人类见不到三体人的情况下,只有通过他才能获得三体世界的一些关键信息。这是维德所布的一个惊天大局,也是公开的阳谋。所以在维德看来,云天明不管宣什么样的誓言,根本就不重要,重要的是让他进入三体世界。而最终的历史也证明,维德的判断完全正确。亦正亦邪的云天明虽然可能做了很多对人类不利的事情,但在关键时刻还是为拯救人类文明做出了自己的贡献。比如:
1、保留人类火种:三体人在打破威慑后,仍然选择保留几千万人类生活在澳大利亚,这里面可能有云天明所起的关键作用。
2、通过智子不遗余力地传达黑暗森林的关键信息:在三体世界被广播,地球已经失去价值之后,智子仍然留在地球上7年,在劝告人类逃亡无果之后又告知了罗辑宇宙安全声明的关键信息。
3、向人类讲述三个童话:给人类透露出光速飞船的关键信息。
4、存在就是希望:因为有云天明在太阳系之外,罗辑在紧急情况下才敢于只让程心和艾AA两个女人驾驶飞船逃跑,因为他知道在外太空有一个,由三体世界保护的最合适男人。不管出于何种理由,都最利于保证人类文明的延续。
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题主的表述稍微有点问题,送的是云天明的大脑,不是人头。实际上,这就是《三天》所谓的阶梯计划。
这是危机纪元期间,行星防御理事会战略情报局(PIA)发起的一项计划,旨在以光速的百分之一向地球进军的三体舰队发送一个人类探测器。
对于当时的人类科技而言,这是一个几乎不可能完成的任务。不过,在PIA局长托马斯·维德的带领下,他们在一次次看似走投无路的情况下超越极限,让事情出现转机。在攻克一系列难题之后,阶梯计划成型,即用辐射帆将一个地球人的大脑发送向三体舰队,以期三体人凭借高科技将其复活,达到把一个人类送进敌人的心脏的目的。
维德的那句“只送大脑”,令无数读者印象深刻。阶梯计划将托马斯·维德“前进!前进!!不择手段地前进!!!”的特性刻画得淋漓尽致。
为什么不送细胞,而送要大脑?这可以说是剧情需要吧,因为如果只是送细胞,那么小说情节给人的震撼程度和冲突性必然大大下降。再者,以我们目前的认知而言,大脑是人的中枢,可能是思维和意识的核心所在。用细胞复活的可能只是一个人的肉体,而用大脑则可能连同思想也复活了,这才最符合阶梯计划的内涵。
那肯定是人类脑子进水了呗,三体人科技高于人类,人类惟一的优势就是自己封闭的脑思维,三体人正为这事儿挠头不已呢,我们亲手送个大脑过去给人家研究研究,好早一点彻底钳制人类😂大刘写这个剧情的时候肯定把脑子忘在家了,哈哈哈哈……