宇宙中有哪些超出常人想象的现象？

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居然没人提到伽玛射线暴……

先引用维基百科里对伽玛射线暴的两段描述：

伽玛射线暴（Gamma Ray Burst, 缩写GRB），又称伽玛暴，是来自天空中某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然增强，随后又迅速减弱的现象，持续时间在0.01-1000秒，辐射主要集中在0.1-100 MeV的能段。

这段文字的描述似乎没有超出你的想象极限，那么我们再看下面一段：

如果伽玛射线暴确实位于宇宙学尺度上，那么由它的亮度可以推断，伽玛暴必定具有非常巨大的能量，往往在几秒时间里释放出的能量就相当于几百个太阳一生中所释放出的能量总和，是人们已知的宇宙中最猛烈的爆发。例如1997年12月14日发生的一次伽玛暴，距地球120亿光年，在爆发后一两秒内，其亮度就与除它以外的整个宇宙一样明亮，它在50秒内释放出的能量相当于银河系200年的总辐射能量，比超新星爆发还要大几百倍。在它附近的几百千米范围内，再现了宇宙大爆炸后千分之一秒时的高温高密情形。而1999年1月23日发生的一次伽玛暴比这还要猛烈十倍。

这应该能够让你对伽马射线暴的威力有个初步的认识了，但还不够具体，因为你对太阳释放的能量等级仍然不清楚。所以我先告诉你：

据估计，人体中总共有细胞约3.72X10^13个，而一次伽玛射线暴的威力大概相当于2.243X10^32枚广岛原子弹，也就是说，如果全球人口总数按70亿计，把所有人身上的每一个细胞都换成八亿六千一百万枚广岛原子弹，加在一起一块儿爆炸，才抵得上伽玛射线暴一秒钟的能量输出……

好了，下面是这些数据的推导过程，为了方便推导，我们要再认识一个概念：太阳常数。

太阳常数是进入地球大气的太阳辐射在单位面积内的总量，要在地球大气层之外，垂直于入射光的平面上测量。以人造卫星测得的数值是每平方米大约1366瓦特，地球的截面积是127,400,000 平方公里，因此整个地球接收到的能量是1.740×10^17瓦特。由于太阳表面常有有黑子等太阳活动的缘故，太阳常数并不是固定不变的，一年当中的变化幅度在1%左右。

（注:为了使各位有更加直观的认识，以下遇到类似的巨大数字都用174000000000000000和17.4亿亿表示，不用科学计数法。）

瓦特的定义是焦耳/秒，也就是说，地球每秒钟从太阳接收到的能量是1740000000000000000焦耳（也即17.4亿亿焦耳），而一克TNT炸药爆炸时所释放的能量为4184焦耳。两者相除，得：

174000000000000000焦耳/（4184焦耳/克TNT）*（1000克/千克）*（1000千克/吨）=41587000吨TNT

即地球每秒钟从太阳接收到的能量相当于4158.7万吨TNT炸药爆炸。

做个对比：

·广岛原子弹的当量约为1.3万吨TNT，；
·第二次世界大战中所使用的炸药总量约为500万吨TNT；
·人类制造并引爆过的最大核弹“沙皇炸弹”当量为5000万吨（据俄方公布数据）；
·每千克原油完全燃烧产生的热量为41868000焦耳，2005年时全球原油日开采量为11400000000千克，完全燃烧能产生约477000000000000000（47.7亿亿）焦耳的热量，即地球每秒从太阳接收的能量的2.74倍。

不要忘记，太阳和地球之间有着约1.5亿千米的距离，假如我们用一个半径等于日地距离的大球包住太阳，使太阳恰好位于这个球的核心，那么太阳向外释放的辐射能将均匀地分布在这个球面上，其面积为：

4*3.14*150000000千米*150000000千米=282600000000000000平方千米（28.26亿亿平方千米）

横截面积127400000平方千米的地球在这个巨大的球面上只占：

127400000平方千米/282600000000000000平方千米=0.00000000045的份额，或百亿分之四点五。由于太阳的辐射能是均匀地散布在这个球面上的，如果不考虑辐射能在途中的损失，那么太阳每秒钟对外辐射的能量就是：

174000000000000000焦耳/0.00000000045=387000000000000000000000000焦耳

也就是387亿亿亿焦耳，相当于1848311111（十八亿四千八百三十一万一千一百一十一）枚沙皇炸弹爆炸时所释放的能量。如果原油产量保持不变，则

387亿亿亿焦耳/（47.7亿亿焦耳/日）*（365.2564日/年）=2221236年

（注，年的具体长度随定义而不同，这里取恒星年，即地球围绕太阳运动的公转周期为准）

也就是说，人类得从222万1236年前还是古猿时就开始以2005年的速率（每天1140万吨）开采原油，一直持续到今天，再将开采出来的原油完全燃烧，才足够支持太阳一秒钟的对外辐射能。

现在你该对太阳的辐射能有个清晰明确的概念了吧？

再回头看我们前面引用的内容：

伽玛暴必定具有非常巨大的能量，往往在几秒时间里释放出的能量就相当于几百个太阳一生中所释放出的能量总和，

天文学告诉我们，太阳的寿命大约为100亿年，一年有365.2564天，一天有86400秒。至于“几秒时间里释放出的能量就相当于几百个太阳一生中所释放出的能量总和“，我们就把那个”几”字约去，变成“每秒释放的能量相当于一百个太阳一生中所释放出的能量总和“好了。

把十八亿四千八百三十一万一千一百一十一枚沙皇炸弹（每枚沙皇炸弹的威力都相当于广岛原子弹的3846倍）或者2005年原油产量的二百二十二万一千二百三十六倍乘上一百亿，再乘上365.2564，再乘上86400，再乘上100，就是：

五万八千三百三十亿亿亿枚沙皇炸弹或者二点二四三亿亿亿亿枚广岛原子弹同时爆炸……

人类以2005年时的原油开采速率，连续不停地开采七十亿亿亿年（做个对比，宇宙诞生至今约为150-200亿年，地球诞生至今约为46亿年），然后完全彻底地烧掉……

这么多的能量在一秒钟内完全释放出来，就是伽玛射线暴的威力。

现在你对伽玛射线暴的能量有清晰明确的概念了吗？

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想像一下一群住在你头发里面的细菌。
它们一直忽视周围的世界。直到有一群细菌，他们开始“抬头”仰望周围的世界：


图片来自小黄人 - 必应 images
然后他们意思到有一个巨大的物体向他们滚来：
他们才终于意思到自己的渺小，开始不断的抬头仰望。


（1）
回到我们的问题中来，银河系的直径约为100,000光年，一光年是光在一年中走的距离。光可以每秒绕着地球转7圈。就算我们最快的飞行器也需要18,000年才能走过1光年，银河系竟然有100,000光年这么多距离。

如果你把下面这幅画一直放大到地球那么大，你也需要显微镜才能看到我们微笑的太阳。如果银河系和地球一样大的话，那么太阳的直径大概是0.02毫米。：

图片来自Milky Way earth
这个也意味着，如果银河系另一边有智慧生物现在用望远镜看地球，那么根据进化论，他们能看到的是一些尼安德特人：




（2）

在1995年，科学家们选取了夜空中看似没有星星的一片黑暗的地方。对于肉眼，就算对于一般的望远镜，这里都是又空又黑。这个区域其实很小，大概是一个距离你100米的网球看起来那么小。科学家用哈勃望远镜对着这个区域做了10天的曝光，想看看者黑暗中到底有些什么东西。

引自三个关于宇宙的惊奇事实
曝光的结果就是这个：

图片来自nasa hubber ultra deep field

你看到的这些光点都不是恒星，而是一整个星系。仅仅是这幅图就有大概10,000个星系，每个星系都有1万亿颗恒星。这都只是天空中一片指甲盖大小的空间中的：

图片来自cosmic epochs

科学家用这个信息估算，我们能够观察到的星系大概有1000亿个，如果要计算恒星的数量，那就大概是10^22到10^24个那么多。
为了让大家对这个数字有个直观的印象，夏威夷大学的人花了很长时间估算了地球上上大概有多少粒砂子，这个数字大概是7.5*10^18。
这意味着，对于地球上的每一粒砂子，宇宙中都差不多有1万颗恒星。

引自三个关于宇宙的惊奇事实

（3）

除了那些双星系统，其实大多数恒星都在宇宙中的某个地方孤独的呆着，无聊的要死。
我们的太阳也不是例外，距离太阳最近的恒星，比邻星，距离地球足足有4.24光年远。坐飞船飞过去大概要70,000年。

引自三个关于宇宙的惊奇事实
所以，如果把太阳是呼和浩特市中心的一颗乒乓球，那么最近的另外一颗乒乓球大概在通辽（1153公里之外）。

图片来自sun cry - 必应 images



（4）
最大的恒星叫做“红特超巨星”。有一个叫做VY Canis Majoris的大得离谱的恒星，直径足足有1420个太阳那么大。下图就是它和太阳的合影：
图片来自sun VY Canis Majoris

或者，如果太阳是一个乒乓球的话，那么这个红特超巨星就大概是一栋16层的楼房。现实中，一架飞机需要1100年才能围绕这个恒星一圈。假如把这个VY Canis Majoris放在现在太阳所在的地方，那么一直到从太阳一直到土星都会被它吞没。

引自三个关于宇宙的惊奇事实


（5）

一个巨大的恒星在死亡之后会爆炸为超新星，接着引力导致超新星坍缩，然后变成中子星。
一般的物质都是由原子构成的，而原子内部基本上都是空的。原子的质量基本上来自它中间致密的原子核。为了让这个更加形象一些，想象一个1公里直径的球体，这么大的球你可以把两个帝国大厦放进去都不会碰到顶。如果原子有这么大的话，原子核就是一个在最中间悬浮的黄豆。这整个1公里大的球体和这里黄豆的质量是一样的。（电子的质量非常轻，只有原子核的几千分之一）。
在引力坍缩的过程中，因为坍缩成的中子星被压缩的的太厉害了，原子中间的空间都被挤没了，所有黄豆大的原子核现在都靠在一起。所以想象一下那个1千米直径的球，这次里面填满了黄豆。这时候它的质量就是1,000,000,000,000,000个黄豆。
这就是中子星形成的过程。没有空位，所有的地方都摆满了构成原子核的中子（质子和电子合成了中子）。它的质量是正常物质的1千万亿亿倍。

引自三个关于宇宙的惊奇事实
所以对于一个直径有24公里的中子星，它的质量就可以和太阳相提并论，或者一百万个地球。下图就是一百万个地球摆在一起的中子星有多大：

图片来自卫星地图-Google Earth中文地标分享

asdlz

每次你洗好一副牌，可以认为牌当前的排列顺序在人类历史上从来没有出现过！

除去大王小王，一副牌有52张。可能的排序有52×51×50×...×2×1种，即52!种。对的，52×51×50×...×2×1竟然等于52！
而

让我们再来估算一下人类一共洗了多少次牌。现在全球大概有70亿人，扑克牌存在了大概700年。假设这70亿人每秒洗一次牌，且坚持不懈的洗了700年，洗牌次数仅仅是

这个估算相当粗糙，但人类洗牌次数只会比这个数小。

人类洗牌总次数与一副牌可能的排序数目的比值是

这个数值几乎就是零。

所以，下次你再洗完牌，可以相当有把握的说：良辰洗的牌，你们洗不出来！

更详细的解释见MW - Shuffling Cards

PS：答主只是定性的说明一下洗出重复序列的概率极低，并不是试图给出严格的证明。贴的链接中给出了相对更为严格的证明。
“这个数值几乎就是零”，是想表达如果一个事件拥有极其多的可能，而事件只重复了极少次数的话，那么可以认为这些结果是各自不同的。想象一个骰子有一亿个面，如果只是投掷了10次，那么这10次得出的结果中至少有两次相同的概率极小，这是小概率事件，可以认为不会发生。是的，小概率事件在重复了足够多次后一定会发生，然而问题是人类目前的洗牌次数还远远不够，很遗憾，就是再坚持不懈的洗一万年依然还是远远不够。。。事实上，只要概率不是零，在重复了足够多的次数后总会发生，比如投掷一亿零一次骰子，得出的结果中至少有两次相同的概率显然是1。
人类洗出的牌只是所有可能中的冰山一角的一角，所以良辰洗的牌，你们还真洗不出来。一万年后结论依然依然。

fishbiscuit456

1. “企鹅护蛋” ——扭曲的星系NGC 2936

NASA在2013年6月20日公布了一张哈勃太空望远镜拍摄的照片，整张照片看上去就像是一只“企鹅”正在保护它的“蛋”。
“企鹅”形状的星系是一个正在形成恒星的螺旋星系，名为“NGC 2936”。这个星系呈扁平螺旋盘状，与我们的银河系相似。由于与下方“蛋”形状的星系NGC 2937发生引力潮汐相互作用 ，NGC 2936内恒星的轨道有些混乱。NGC 2937星系通过引力拖拽拉伸NGC 2936星系，导致后者的外形发生彻底改变。
（“企鹅护蛋”这个名字不是我起的，是从NASA照片注释直接翻译来的——This image shows the two galaxies interacting. NGC 2936, once a standard spiral galaxy, and NGC 2937, a smaller elliptical, bear a striking resemblance to a penguin guarding its egg.）

2. 天鹅圈星云的“蓝色烟雾”——超新星爆炸余波犹在

2012年3月，NASA利用星系演化探测器（Galaxy Evolution Explorer）拍摄了一幅天鹅圈星云的紫外图像， 图像中的“蓝色烟雾”其实是炽热的尘埃与气体所发出的光。天鹅圈距离地球约1500光年，它是5000至8000年前一次超新星爆炸的巨大残骸。那次爆炸的冲击波至今仍在向外发散，并不断地对气体尘埃云进行加热，从而显示出了这个紫外图像。

3. 黑洞喷射现象

NASA于2009年1月公布了一张照片，清晰地显示出半人马座A(Centaurus A)星系中心的一个超大质量黑洞正在不断向外喷射各种物质。这张图片的数据来自NASA的钱拉德X射线天文台和欧洲南方天文台。

4. 原恒星

2013年8月，哈勃太空望远镜观测到了一个非常奇特的天体，NASA的科学家形象地喻之为“宇宙毛虫 ”（Cosmic Caterpillar）。这个由气体和尘埃构成的庞然大物，正处在一个非常早期的原恒星（Protostar）演化阶段。它宛如一只巨大无比的毛毛虫，舒展飘游于旷宇深空之中，长度达一光年。该天体已经被正式命名为IRAS 20324+4057。
原恒星是在星际介质中的巨分子云收缩下出现的天体，是恒星形成过程中的早期阶段。对一个太阳质量的恒星而言，这个阶段至少持续大约100,000年。

5. 木星的极光现象

我们都知道地球存在极光现象，其实极光也会发生在其它行星上，并且同样发生在磁极附近。
2016年7月，哈勃太空望远镜拍摄到了木星的蓝色极光（如图所示）。由于木星磁场比地球磁场强很多（木星赤道地区磁场强度是4.3高斯，相较之下地球只有0.3高斯），所以木星的极光更胜一筹。

6. 土星的“正反面”
土星的正面（面向太阳的一侧）大家都比较熟悉了，颜色为土黄色。


但一直以来都没人知道土星的背面（背对太阳的一侧）是什么样的。2012年卡西尼-惠更斯号探测器拍摄了一张土星背面的照片，美丽的翠绿色震撼了NASA的科学家们。


7. 强射电源——仙后座A

2006年8月，NASA发布了一张仙后座A（Cassiopeia A，简称Cas A）的照片，该照片由哈勃太空望远镜拍摄。仙后座A是位于仙后座的强射电源，距离地球约11000光年。它是银河系内已知的最年轻超新星遗迹，也是我们天空中除太阳外最强的射电源，据哈勃望远镜测定其物质以每小时5000万千米的速度向外膨胀。

8. 强烈恒星风塑造红蜘蛛星云

红蜘蛛星云（Red Spider Nebula），即 NGC 6537，是一个位于人马座的行星状星云。红蜘蛛星云中心的白矮星会产生温度高达10000 K的强烈恒星风，速度达到每秒300公里，产生振幅1千亿公里的震波。这样的恒星风使星云的形状成为独特的蜘蛛形，并且使星云扩张。星云内白矮星表面温度预估高达50万K，超过太阳表面温度的50倍，是目前已知表面温度最高的恒星之一。该图片是哈勃太空望远镜于2016年10月拍摄的。

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最后，也让拍摄这些美丽图景的“大功臣”们露一下脸（由于“功臣”太多，就让知名度比较高的哈勃和卡西尼代表一下好了）。
哈勃太空望远镜（第二张图中有两个宇航员正在对哈勃进行修理维护工作）




卡西尼-惠更斯号土星探测器



当然，真正的功臣是致力于探索宇宙奥秘的众多科学家们。

爱上阿南

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我觉得，宇宙中最令人感到神奇的，大概的就是人类本身了吧。

“水35升、碳20公斤、氨水4升、石灰1.5公斤、磷800克、盐250克、硝石100克、硫磺80克、氟7.5克、硅3克、铁5克、还有适量的十五种元素，以一个标准的成年人来计算的话，这就是人体的构成物质。”
这是03钢炼片头的一段话，当时听来，震撼不已。仔细想想，这些元素和物质又将从何而来呢？

宇宙中最基础的元素是氢。局部富集的氢因引力坍缩而被点燃，形成的恒星，如此时窗外正待升起的-太阳。燃氢成氦，释放光和热，更大质量的恒星得以继续聚变形成碳、氮、氧，然后是硅甚至是铁。无法支撑自身引力的铁核将会因坍塌而引发超新星爆发，激波将核心周围的物质被喷射而出，过程中还会形成比铁更重的元素。

所以，即使忽略掉组成我们身体的元素，在地球上这段漫长而又短暂到微不足道的时光，我们也已经在这个宇宙中旅行了足够久。

那闪耀整个星系的新星的光芒，穿梭于星际间的急速的喷流。我们都来自于其间，不管是低微贫寒，还是富有高贵，我们都是货真价实的星辰之子。
我们的身体，都曾在恒星的中心炙热的燃烧锻造。。。

所以，当狮心王 莱因哈特说 “我的征途是星辰大海”  这凡人听起来略显中二的呓语时，似乎一切又都自然的不可思议。

毕竟我们，也只是一群寻找返乡之路的少年。




以上