宇宙中某種總量一定的粒子集中在一點與在空間均勻分布,哪種情況被發現的概率大?

時間 2021-05-30 03:13:59

1樓:無語

這個問題坑太多了……

總量一定?空間有限?實際上題主的問題已經帶有非常狹隘的前提了。粒子總量一定時,若要均勻分布,空間必然有限。若空間無限,不可能存在「均勻」這種情況,因為此時粒子間距為無窮大…

所謂我們只能把這個問題先加以限定:某個大小的空間內的物質總量一定…這種情況下,粒子本身的特性以及觀察者的觀察能力決定了可發現的粒子分布狀態。

如果觀察者的觀察能力可以發現單一粒子,自然是均勻分布更容易被發現。否則,只有該粒子非均勻分布達到一定能級時觀察者才有可能發現它,這當然不是均勻分布了。

舉個不太恰當的例子,我們肉眼無法觀察到空氣分子,即便它們以很高的濃度環繞在我們周圍。但如果我們將空氣壓縮成液態,密度大大提高,我們就可以看到液態的甚至固態的空氣分子(乾冰、液態氮氧等等)。

如果這個問題擴大到整個宇宙,宇宙的大小,物質的總量……都是未知數,沒辦法回答。

2樓:趙泠

均勻分布。

對科學技術有限的文明來說,只要探測技術發展到一定水平,在足夠大的空間裡布置大量的探測器來被動搜尋就有機會發現均勻分布的粒子。由於粒子和承載文明的星體或人造物都在宇宙中不斷運動(例如地球相對於宇宙微波背景輻射每秒運動400多千公尺),即使粒子十分稀少,隨著時間探測到的機率是急速上公升的。對於能級不是特別高的粒子,在了解該粒子的部分物理性質後,文明可以用加速器等製造這種粒子來進一步研究。

現實中的例子之一是南極的冰立方。

集中在一點的粒子不但難以被遠方的文明觀測到,而且很難期待它們參與組成的天體表現出特別的光學現象,近處的文明也很難觀測到這種粒子,遑論了解它的物理性質。即使是出現了乙個異常的天體,如果空間距離不是異常接近,文明也會提出相當多的假說且在很長的時間裡都缺乏驗證的手段。許多粒子的物理性質也不允許它們集結在一起,或是會衰變而需要持續的產生源。

如果粒子的總質量相當大,密集堆積在一點會變成黑洞而全部滅失。

3樓:疋召

……要確定兩個函式,乙個是發現可能性與粒子空間密度關係函式,第二個是發現可能性與粒子與人類距離函式,然後就是數學問題,帶入倆極端值求概率值,如果求最優解,一般結果不會是題設的兩個極端值。

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