从飞秒到宇宙年龄,时间有多长
向下滚动 · 从 1 飞秒到宇宙年龄 138 亿年,40 个参照物,跨 33 个数量级
飞秒激光
近视手术用它切角膜,精度到微米
分子振动
化学键一伸一缩的周期
化学过渡态
旧键断、新键成的中间一瞬
光穿过一张纸
三十万公里每秒,也要一皮秒
晶体管开关
一颗 5 纳米芯片里的基本动作
一次缓存命中
CPU 从一级缓存取数,一纳秒
内存读取
一次内存访问,几十纳秒
图像传感器一行
相机把一行光信号读成电信号
声波走一毫米
空气里每秒 340 米,一毫米要 3 微秒
一次闪电
云地之间那一下,只持续几十微秒
声波走三厘米
大约是你耳朵到耳机的距离
5G 一个时隙
5G 调度的最小时间单位,半毫秒
一次闪光灯
手机补光灯亮的那一下
声波走三米
客厅这头说话,那头听见
蜂鸟振翅
每秒扇五十次,看起来像悬停
人眼反应
看到光到大脑反应过来
眨一次眼
一天要眨一万多次
心跳一次
安静时每分钟六十到一百次
百米纪录
博尔特 2009 年柏林创造,至今没人破
一首歌
三分钟半,通勤路上刚好一首
一节课
四十五分钟,加课间正好一小时
一天
地球自转一圈的功夫
一周
七天,学生时代最漫长的一个单位
一个月
月亮绕地球一圈,约 29.5 天
一次孕期
从受精到出生约 280 天
一年
地球绕太阳一圈
十年
一座城市换一轮天际线的时间
明朝建立至今
1368 年到现在,六百五十八年
哥伦布到达美洲
1492 年,五百三十三年前
登月至今
1969 年那一脚,已经过去五十七年
人的一生
按人均预期寿命 79 年算
宋朝建立至今
960 年,一千零六十五年
金字塔建成
吉萨大金字塔,约四千五百年前
五千年文明
有文字记载以来的中国历史
智人出现
三十万年前,我们的物种登场
北京猿人
七十五万年前,会用火的直立人
恐龙灭绝
那次撞击之后,哺乳动物才有了机会
寒武纪大爆发
五点四亿年前,动物突然长出了壳
地球年龄
45.4 亿年,靠放射性测年定出来
宇宙年龄
大爆炸至今 138 亿年,时间的天花板
现在这个时长是什么概念
百米纪录 9.58 秒——博尔特 2009 年在柏林跑出来的,至今没人打破。
一秒是怎么定义的
1967 年起,秒不再靠地球自转定义,而是靠铯-133 原子:它基态两个超精细能级间跃迁辐射振动 9192631770 个周期,就是一秒。选原子钟是因为它极稳——最好的光钟跑一亿年才会差出一秒。地球自转反而没那么守规矩,所以每隔几年要给全世界的时间“加一秒”(闰秒)。
比飞秒更短的还有吗
有。2023 年诺贝尔物理学奖表彰的阿秒激光,能拍到 10⁻¹⁸ 秒级的电子运动。理论上限是普朗克时间 5.4×10⁻⁴⁴ 秒——比飞秒还短 29 个数量级,在它以下“先后”这个概念本身都失效了。
为什么越到宇宙尺度,时间越“慢”
宇宙第一个三分钟就合成了几乎所有氢和氦;前面几分钟发生的事,比后面一百亿年加起来都密集。这不是错觉——早期宇宙又小又热,物理过程节奏快得多。把 138 亿年压成一年看(宇宙日历),人类全部有文字记载的历史,只占最后十几秒。
常见问题
1 飞秒 = 10⁻¹⁵ 秒。光在一飞秒里只能走 0.3 微米——大约五个病毒排起来的长度。
地球自转在变慢(潮汐摩擦),而原子钟不为所动。两边对不上时,就在 6 月底或年底给世界协调时加一秒。
主要靠宇宙微波背景辐射和宇宙膨胀速率反推,目前最好的估计是 137.9 亿年左右,误差不到百分之一。
现有物理理论给不出答案——需要把量子力学和引力统一起来才行,这正是物理学还没翻过去的那座山。