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像素越高图像越清晰,现实世界最小像素有多大?小到了难以置信

网络 2020-03-30

我们都知道拍摄照片或者视频的清晰度是像素决定的,购买手机或者相机摄像机的时候,也很注意拍摄功能是多少像素,像素越高图像越清晰,这是因为构成照片和视频画面的基本单位就是像素,一像素就是一个色彩单元,在同样的画面中,这样的色彩单元越多,图像的清晰度就越高。

摄像器材要拍摄的是我们的现实世界,其像素再高,也没有我们的现实世界色彩单元更丰富,那么我们的现实世界又是多少像素呢?

这是一个颇费脑筋的问题,我们都知道我们身边的物体都是由原子组成的,原子的体积极小极小,每一滴水中就有5万亿亿个原子,除了专门制造的实验室设备,没有什么东西可以拍到这么小体积的物质,即便是百亿像素的相机也不行,因此可以说现实世界的“像素”要远比我们使用的拍摄设备的像素高得多。

在量子物理学中有这样一个说法,就是一个普朗克单位为“宇宙一像素”,那么一个普朗克单位有多小呢?说出来更让人吃惊,如果你觉得一滴水中就有5万亿亿个原子,说明原子已经足够小了,那么相对于普朗克单位来说,一个原子简直就是一个宇宙。

我们的宇宙可以看作一个三维空间,因此也可以用体积来计量,宇宙当然十分庞大,那么普朗克单位有多小呢?它被认为是宇宙最小的体积单位,为10^-99(10的-99次方)立方厘米。

普朗克单位相当于长宽高各是一个普朗克长度的体积,普朗克长度由引力常数、光速和普朗克常数的相对数值决定,它大致等于1.6x10-35米,即1.6x10的-33次方厘米,是一个质子直径的10的22次方分之一。

原子的直径大致是10的-8次方厘米,说起来原子已经是相当小了,但质子的体积又比原子小得多,如果一个氢原子像的地球这么大,那么质子就相当于一个直径150米左右的球体位于原子的中心,那么如果跟普朗克单位来比较的话,也可以说这个质子就相当于一个宇宙,普朗克单位是不是小到了难以置信?

量子物理学认为物质小到这个程度的时候就已经无法再分了,也就是说在我们的宇宙中不可能有比这个单位更小的物质或体积存在,所以一个普朗克单位才被称为“宇宙一像素”。



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