【科學不設限】EP.007 你摔下床那一刻,重演了宇宙138億年的歷史!
一大早,你迷迷糊糊地在床上翻了個身,不料卻摔了下去。
在撞倒地板前瞬間,重力位能減少,轉化為動能。
只要能量形式發生轉換,必定有力在「作功」,在此是重力惹的禍。
接著你撞上了地面,好痛!
你趴在地板上動彈不得,動能消失了到哪裡去了?
你的身體與地板外圍的電子急速靠近,激烈的排斥力讓雙方的原子產生雜亂的振動,溫度因此微微上升,電磁力作功將身體的動能轉化為熱能。
同時,還有一部份能量誘發了神經系統中的脈衝訊號,將疼痛感傳送到大腦。
痛覺讓你清醒過來,掙扎站起,重心升高。
你的力量來自體內的化學能,它藏在分子內部原子之間的鍵結,當你需要時能量會釋放出來,驅動肌肉讓你重新站起。
電磁力作的功將化學能變回重力位能。
體內的化學能從何而來?
食物,根源是植物的光合作用——太陽光能、水、加上二氧化碳,透過電磁力作功,被轉化成植物的化學能,儲存在澱粉、蛋白質、脂肪分子中。
太陽光能又來自太陽內部的核融合反應,將質量轉換為光能和熱能。
太陽誕生之初,是一團以氫為主的原子,重力作功將原子的重力位能轉換成往中心聚集的動能。
原子互相靠近碰撞後,電磁力讓動能變成熱能,太陽內部的溫度與壓力持續升高,電子與原子核分離變成電漿狀態,最後高速的原子核突破了彼此電磁排斥力的障礙,彼此靠近到強核力的作用範圍,強核力壓倒了電磁力引發核融合反應,質量轉換成能量釋出,對,就是那個「E =* mc*2」,成為太陽的光與熱。
原子核與核子的質能來自何方?
大霹靂。宇宙在誕生的瞬間溫度極高,高速的夸克和膠子混成一大鍋超高熱濃湯,隨著宇宙逐漸膨脹並冷卻,它們在強核力下結合成質子和中子,並進一步構成了原子核,能量轉成了質量。
在這過程中,弱核力也驅動了中子以及元素的衰變與轉化。
所以,當你在清晨迷迷糊糊的從床上摔下、又艱難爬起時,你使用的能量所講述的,是一個跨越整個宇宙時空的故事:從大霹靂到原子的形成、宇宙的塵埃聚集成太陽並點燃了核融合之火,陽光在地球生孕育出生命。
這些能量從宇宙的起點一路傳遞,在強、弱、電磁、重力的交替作功下不斷變換形式,穿越百億年的時光與百億光年的距離,最終出現在你我日常生活的每一個瞬間。
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