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一张纸对折105次,宇宙真的就放不下了吗?

十万个为什么 空空 2024-5-14 15:46:04 6次浏览

关于问题一张纸对折 105 次,宇宙真的就放不下了吗?一共有 2 位热心网友为你解答:

【1】、来自网友【网络守夜人】的最佳回答:

我第一次看到类似的问题,是有人说用一张普通的 A4 纸对折,最多只能对折 7 次!当时,我对这样的说法并不同意,因为小时候玩过太多的折纸游戏,自己用纸不知道折过多少东西玩过。在我的印象中,一张纸肯定不会只能对折 7 次。

怀疑归怀疑,不过我还是认真地进行了试验。不试不知道,一试吓一跳。一张普通的 A4 纸在我手中,真的对折了 7 次之后,我就没有办法再对折下去了!这个时候,我终于服了。

于是在我看到这个问题的时候,我知道再用手工方法进行对折验证,已经不可能了。要说明这个问题是不是正确,那就只有采用数学的方法。实际上这个问题解决起来也非常简单,它就是一个数学上关于指数的问题。

要知道一张纸对折 105 次,宇宙是否真的放得下,先要知道宇宙究竟有多大。

宇宙究竟有多大?

这是个很烧脑的问题。实际上,人类目前对我们身处的太阳系都还许许多多的未知要去探索,更不提对整个宇宙了。至于宇宙有多大的问题,对目前的结论本人认为只能姑且听之,因为在没有更靠谱的结论出来之前,只得暂时以目前的研究结论作为答案了。

为了便于大家理解宇宙究竟有多大这个问题,我在下面的论述中,就以我们居住的太阳系为中心,然后一环一环地跟大家解释,我想这样的话可能更利于解释这个问题吧。

第一环就是太阳系。我们居住的地球只是太阳系中一个很小的行星而已。那么整个太阳系有多大呢?整个太阳系就是一个直径约为 2 光年的天体结构。

太阳系之外就是第二环银河系了。银河系内大约存在 2000 亿颗以上的恒星,而整个太阳系在银河系中只不过是一个比较大的恒星而已。据测算,银河系的直径大约为 10 万光年,其总质量大约是太阳系的 1.5 万亿倍。

银河系外面就是第三环本星系群。在银河系周围几十万光年的范围内,还存在着 50 个卫星星系。银河系与它周围的这 50 个卫星星系共同组成本星系群。本星系群大约覆盖了直径 1000 万光年的区域。

本星系群的外面就是第四环本超星系团。本超星系团,也叫室女座超星系团,它除了包括上面所述的本星系群外,还包括其他 100 来个星系团和星系群。那么本超星系团有多大呢?它的形状类似于一块薄饼,其直径约为 2 亿光年。

在本超星系团外面就是第五环拉尼亚凯亚超星系团。拉尼亚凯亚超星系团的直径有大约 5.2 亿光年,囊括了 10 万个星系,上面提到的室女座超星系团只不过在它的一条纤维上。

在拉尼亚凯亚超星系团外还有第六环宇宙长城,这是目前能够观测到的最大的宇宙空间了。 在现代宇宙模型里,比拉尼亚凯亚超星系星还要大的单体尺度最大的宇宙结构被称之为宇宙长城。

宇宙长城是宇宙中大尺度物质结构之间巨大的纤维状结构。那么这个宇宙结构究竟有多大呢?就拿上面所说的拉尼亚凯亚超星系团这样庞大的宇宙结构来说吧,它在宇宙长城中只是一个很小的节点而已。目前人类发现的最大宇宙长城是武仙-北冕座长城,这是一个由无数星系构成的巨大宇宙结构,该宇宙长城延展超过 100 亿光年。

受各种条件所限,目前对于宇宙长城的研究和探索仍然处于初期阶段。就目前人类能观测到的宇宙来说,它的直径达到了 930 亿光年。超出这个范围的之外还有什么,目前谁也不知道。

知道了宇宙的大小,现在就来看看一张纸对折 105 次之后究竟有大多,难道直径为 930 亿光年的已知宇宙都容不下它?真的是这样吗?

一张纸对折 105 次以后究竟有多大?宇宙真的放不下它?

日常生活中我们使用的纸,其厚度通常为 0.1mm。如果把它对折 1 次,那么它的厚度就变为 0.2mm,对折 2 次就是 0.4mm,对折 3 次就是 0.8mm 等。对折 10 次,其厚度已经达到 102.4mm,如果换算成 m 的话,结果就是 1.024m 米了!

看起来这个数值并不大嘛,已经折了 10 次了,总厚度才达到 1 米!不过级数增长的厉害,大家马上就能领略到了。对折 20 次时,这张纸的厚度已经达到了 104m 了(大约数,下同)!对折 30 次时厚度为 107374m,对折 40 次时厚度为 109951162m,对折 50 次时厚度为 112589990684m,也就是 1.12 亿公里!看看,对折 50 次时厚度就已经过亿公里了!厉不厉害?

继续往下对折,对折 100 次后,纸张厚度达到了 1.2676506*10^26 米。这个数字已经是天文单位了,换算下来的话大约为 134 亿光年。对折 105 次后纸张厚度约为 4288 亿光年。而我们在上面的内容中已经介绍过了,目前可观测的宇宙直径为 930 亿光年。也就是说,一张纸对折 105 次后,需要目前可观测的 4.6 个宇宙才能装得下它!

实际上,一张厚度为 0.1mm 的纸,只需要对折 103 次,宇宙就已经放不下了。

那么,一张纸真的可以对折 105 次,甚至无限制地对折下去吗?

实际上,就目前人类使用的纸来说,不管是哪种材质的纸,绝大多数的纸张只能对折 7 次,目前对折次数最多的也只是 13 次而已。要想把一张纸对折 105 次,根本不可能做得到,更不可能无限制地对折下去。这是为什么呢?

一张纸如果对折,厚度会变为原来的 2 倍,同时,它的面积也会缩小到原来的 1/2。随着对折次数增加,这两个数字会以几何基数增加。对折 7 次,那么它的厚度为原来的 128 倍,面积只有原来的 1/128,再折一次,厚度立马变成原来的 256 倍,面积缩小为原来的 1/256。

可以想象,随着对折次数的增加,其厚度变得越来越厚,而其面积则会变得越来越小。当这张纸的面积小到一定程度之后,就再也无法对折下去了!一张纸对折 105 次得出的那些数值,只存在于理论当中,或者纯粹就是一个无意义的数值而已,现实生活中根本不存在。

目前一张纸所能对折的最多次数的世界纪录是一群美国中学生创造的。他们用的是厕纸,这种纸比较柔软,也相对较薄一些。这群中学生耗费了几个小时,将纸折叠了 13 次。最终他们折的这张纸长度接近 4000m,总共折叠了 8192 层。

(图源网络 ,侵权删除)

【2】、来自网友【一曲烟雨】的最佳回答:

类似的题,我在小学时第一次遇到,那道题是一张纸对折 30 次,高度能不能超过珠穆朗玛峰?

刚看见这道题的时候,理所当然的认为,这怎么可能,要知道一张纸是多么的薄,对折 30 次怎么可能比珠穆朗玛峰还高呢?但是经过计算后我才知道,我还是太年轻了。

假如一张纸为 0.1 毫米厚,对折 10 次的厚度变化过程:

0.1——对折 1 次——0.2

0.1——对折 2 次——0.4

0.1——对折 3 次——0.8

0.1——对折 4 次——1.6

0.1——对折 5 次——3.2

0.1——对折 6 次——6.4

0.1——对折 7 次——12.8

0.1——对折 8 次——25.6

0.1——对折 9 次——51.2

0.1——对折 10 次——102.4

可以看出,一张纸对折 10 次后,它的厚度从 0.1 毫米达到了 102.4 毫米,约提高了 1000 倍。经过多次的计算,可以认为每对折 10 次,纸的厚度均是在初始值的基础上增加了约 1000 倍,为了便于计算,我们就取 1000 整数倍。

于是很显然,再对折 10 次(第 20 次),102.4 毫米——同样舍去零头,就以 100 毫米为基数进行计算——增加 1000 倍,就变成了 100000 毫米,即 100 米。

再对折 10 次(第 30 次),就达到了 100000 米的厚度,已经远远的超过了珠穆朗玛峰 8848 米的高度,甚至比 10 座珠穆朗玛峰重叠在一还要高。

当这个数字出现时,我是真的惊呆了,没想到,看着不起眼的一张纸,仅仅连续对折 30 次就能达到这么一个恐怖的数字。当然,在实际生活中,一张纸是不可能连续对折 30 次的,有很多人做过试验,一般到了 7、8 次就是极限了。

但是,我们可以从数学的角度继续计算下去,来看看一张纸对折 105 次能不能撑破宇宙。因为前面已经计算了 30 次对折后,一张纸的厚度将达到 100000 米,即 100 公里,我们就接着这里计算下去。

计算过程如下(每对折 10 次增加 1000 倍):

100 公里——对折 40 次——约 100000 公里,即 10 万公里

100 公里——对折 50 次——约 1 万万公里,即 1 亿公里

100 公里——对折 60 次——约 1 千亿公里

100 公里——对折 70 次——约 1 百万亿公里

100 公里——对折 80 次——约 10 亿亿公里

100 公里——对折 90 次——约 1 万亿亿公里

100 公里——对折 100 次——约 1000 万亿亿公里

100 公里——对折 101 次——约 2000 万亿亿公里

100 公里——对折 102 次——约 4000 万亿亿公里

100 公里——对折 103 次——约 8000 万亿亿公里

100 公里——对折 104 次——约 1.6 亿亿亿公里

100 公里——对折 105 次——约 3.2 亿亿亿公里

一光年约等于 9 万 4 千 6 百亿公里,就算它 10 万亿公里吧,那么 3.2 亿亿亿公里,够光跑上 3200 亿年了。

而目前我们能观测到的宇宙直径仅为 930 亿光年,差不多要有 4 个宇宙才能放下这张折了 105 次的纸,真是太神奇了!

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