如果你吃一小勺电子的话会不会上天？

上帝说：要有吃的

于是便有了。。。

聪明的你已经发现了，这是一道比吃反物质还要炸裂的题目。如果知乎er硬要把所有东西吃一遍的话，那么一勺电子绝对是一道压轴菜。

吃电子的勇敢的题主，也将成为一朵最壮美的烟花，恭喜！

d(￣￣*)b

子曰：工欲善其事，必先利其器

为了题主能吃到纯正的电子，我特地从知乎借来了镇站之宝：

题主要吃的电子有很强的负电，我们就让这个勺子能屏蔽电场磁场。

---------正片开始！----------

【数量篇】

题主是一名优秀的富土康流水线操作员。

你看，勤劳的题主已经在劳作了！

一小勺是多少？

1毫升。10^-6 m3

一个电子多大？

这个说法实际上相当不常见。

电子的波动性较强，我们通常用“电子云”来描述电子，而不去考虑电子的体积。

甚至有的科学家认为电子没有体积，这在历史上曾有过争论。

1948年，理论物理学家根据量子电动力学的理论，得出电子是没有体积的结论。

1964年，实验物理学家经过实验得出了相反的结果——量子电动力学是错误的，电子有半径、有体积！

图：不同的电子云

图：云的多样性

我们虽然不知道电子直径多大。但知道最大不超过多少。

1989年华盛顿大学的汉斯·德默尔特发现发展离子势阱技术获得当年的诺贝尔奖，其通过实验是看能不能把电子放进我们能制造最小的势阱里。

到现在为止我们还不能做出小到放不进去的势阱，但起码这样可以得到电子直径的上限。这种实验（Penning Trap）现时结论是电子直径不大于10^-22米（即10^-20cm）

我们取上述材料电子直径的上限，10^-22 m

为方便计算，我们将电子视为棱长10^-22 m的小立方体。

需要多少电子？

我们将小勺子里塞满电子！诚意满满！

10^-6 m3/ (10^-22 m )^3 =

1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000个

也就是

10^60个

卧槽！这么多！去哪找这么多电子昂？

地球上够吗？

还真不够！

地球质量：5.965*10^24kg

地球的平均密度约为铁的一半；

1个铁的原子质量： 9.288×10^-26kg

地球的原子个数大约为：

5.965*10^24/9.288×10^-26×2=1.2845*10^50个

假设每个原子携带十枚电子。

10^60/10*1.2845*10^50=7.7851*10^8

这么看来，只需要把7.7851亿个地球的电子全部收集起来就可以了诶！

好了好了，都散了吧。

然而！

为了题主能如愿以偿地吃到电子，我把目光转向星辰大海！

令人欣慰的是。

我们的宇宙还是能提供这么多物质的。

目前已知在宇宙中质量最大的恒星是大麦哲伦星系的R136a1，具有约315倍太阳质量。

只需要找六颗类似的同级别恒星，把它们的电子全部找出来就能满足题主的需要啦！

开心伐！

（别问我怎么把这六颗蓝超巨星拿过来用筷子夹）

【电磁力篇】

继续工作！

在题主添加第二个电子的时候，出现了一些状况

电子相互排斥，而且难以靠近。

为了抵抗这个作用力，

将电子靠在一起需要很大的能量。

所以我打算尝试用电子加速器把他们按在一起。

我将目光投向了CEPC

CEPC(Circular Electron Positron Collider)是在建的、全世界最大的电子加速器 。

图：CEPC-SPPC是一个长达50–70公里的环形加速器，是中国独立提出的新一代加速器的概念

The first phase will construct a circular electron-positron collider in a tunnel with a circumference of 50 – 70 km, and detectors installed at two interaction points. The machine is expected to collide electron and positron beams at the center-of-mass energy of 240 – 250 GeV, with an instantaneous luminosity of 2×10^34 cm^-2 s^-1.

由此可知，我大天朝的CEPC能产生250GeV的能量，这个能量足够吗？

要将两个电子互相靠近在直径以内，则需要……

k*e*e/r= 2.3103*10^-6焦耳

也就是14420GeV，显然不够

这还是第一个电子呢。。。

每加入一个电子，电势就会变得更低（负高），消耗的电势能就会更大。这样的电子要往小勺子里塞进10^60个！

接下来求塞满10^60个电子所需要的能量！

设第n个电子加入的电势能为En，则

En=k*(n-1)*e*e/n^1/3*r

考虑到n很大，将n-1项近似为n

En=k*n^(2/3)*e*e/ r=2.3103*10^-6* n^(2/3)

我再积个分求总能量

1.3862*10^94焦耳

以上

便是所需能量。

好了好了，都散了吧。

但是为了题主能顺利的吃上一勺电子！我特地借来了这双筷子

图：可以凭空创造能量无视物理规律的筷子。

图：无论天黑天蓝天红天白天绿都在夹电子。。。

终于，

满满一勺子电子夹完了！

成就感MAX！！

【质量篇】

虽然电子质量很小，但是

1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

个电子的质量也是相当可观的。

m=10^60*9.1 × 10^(-31)=9.1*10^29 kg

参考：

地球：5.965*10^24 kg

木星：1.90*10^27 kg

太阳：1.9891*10^30 kg

这勺电子的质量相当于半个太阳！

如果这个勺子突然出现在地球上，我们模拟一下会发生什么（电场已被屏蔽）

首先给我地球配一个半个质量太阳的黑洞（模拟小勺子）

地球瞬间爆炸

这个时候移民火星的人才能活下来。

从火星看，天空中有两个太阳（一个是灼热的地球）

太阳系彻底崩溃

杂乱无章的N体运动

火星被引力弹弓弹走。

人类，完。

其实刚才对于质量的计算方法是不对的。

实际上，题主一小勺电子要比半个太阳重得多。

下图原因。

这么说来，那一勺电子的质量不是半个太阳

将电子之间的电势能换算成质量，是

1.5402e+77kg

其实不算多，也就比宇宙的总质量多出了24个数量级。

24个数量级。。。。

24.。。。

。。。

【尾声】

题主觉得时机成熟，

于是拿起了1000000000000000000000000倍全宇宙质量的小勺子，

吃！

在一个普朗克时间内，小勺子的屏蔽消失，

巨大的电场力和引力波以光速向四面八方辐射。引力波将原子质子等等撕的稀烂。

光锥所能触及到的地方，一律毁灭。什么三体啊，歌者啊还是归零者，统统被引力波拉长，统统被电离

电离的光辉将照亮整座黑暗森林！

由于带电的特性，整个宇宙都笼罩在RN型黑洞的内视界中。这个黑洞，便是由那一小勺电子形成的。

在内视界，空间并不都指向奇点。物体不会永远落入奇点。这是一种只存在于理论的黑洞，然而却被题主实现了。

基本粒子在这场席卷中大洗牌，宇宙将以全新的面貌继续存在。可能会有新型星球，新的生命形式……

题主便成了这个宇宙的上帝（虽然早就挂了）

“要有吃的！”

本文由超级数学建模编辑整理

授权转自Esure（知乎）

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