宇宙接觸 由於宇宙空間在加速膨脹,宇宙誕生到現在的時間和光速都是有限的,所以我們所能觀測的範圍也是有限的——被限定在以地球為中心,半徑為465億光年的區域,這就是可觀測宇宙。 而宇宙的另一部分處在我們的觀測範圍之外,所以我們無法了解到整個宇宙的情況,下面的估算都是以可觀測宇宙為基礎。 為了估算可觀測宇宙中的原子數量,首先需要知道宇宙中的物質和能量組成。 宇宙中26%為組成不明的暗物質,69%為組成不明的暗能量,只有5%是由原子組成的普通物質,另外還有極少比例的光子和中微子。 在普通物質中,氫最多,質量占比高達75%;緊隨其後的是氦,質量占比接近25%。 也就是說,比氦更重的元素在宇宙中非常少。 這是因為氫和氦是在宇宙最初時刻合成出來的,而其他元素都是在與恆星有關的過程中合成出來的。 接下來,只要知道可觀測宇宙的總質量和氫原子、氦原子的質量,就能估算出可觀測宇宙中的原子總數。 根據美國宇航局(NASA)的威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)公布的數據,可觀測宇宙的平均密度約為9.9×10^-27千克/立方米。 而可觀測宇宙的半徑約為4.4×10^26米,所以可觀測宇宙的總質量為: M=ρV=ρ4/3πr^3=3.5325×10^54千克 由於普通物質的占比為5%,所以可觀測宇宙中的普通物質總質量為: Mo=0.05M=1.76625×10^53千克 另一方面,一個氫原子的質量為1.6736×10^-27千克,一個氦原子的質量為6.6465×10^-27千克,由此就能計算出氫原子和氦原子的數量分別為: n1=0.75Mo/m1=7.9×10^79個 n2=0.25Mo/m2=6.6×10^78個 因此,可觀測宇宙中的原子總數約為: N≈n1+n2=7.9×10^79+6.6×10^78=8.56×10^79個 此外,每個氫原子中包含一個質子和一個電子,每個質子中又有三個夸克,所以每個氫原子包含了4個基本粒子,由此可以算出可觀測宇宙中氫原子包含了3.16×10^80個基本粒子。 另一方面,每個氦原子中包含兩個質子、兩個中子和兩個電子,每個中子也是由三個夸克組成,所以每個氫原子包含了14個基本粒子,由此可以算出可觀測宇宙中氦原子包含了9.24×10^79個基本粒子。 因此,可觀測宇宙中總共存在大約4×10^80個基本粒子。 另據估計,圍棋的變化總數可達10^170,這個數量要遠高於可觀測宇宙中的原子總數。 但整個宇宙有多大現在還不明確,所以究竟是圍棋的變化總數更多,還是整個宇宙中的原子總數更多,目前不得而知。 如果整個宇宙非常大,甚至是無限大,那麼,圍棋的變化總數不會多於整個宇宙中的原子總數。 反之,如果整個宇宙只比可觀測宇宙大了沒多少,那麼,圍棋的變化總數將會超過整個宇宙中的原子總數。 《宇宙中的原子總數和圍棋的變化總數哪個多?》完,請繼續朗讀精采文章。 喜歡 科學報 cn-n.net,請記得按讚、收藏及分享。
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宇宙中的原子總數和圍棋的變化總數哪個多?
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