当我们抬头仰望夜空,那些闪烁的星星总能引发我们对宇宙浩瀚的无限遐想:宇宙究竟有多大?人们常用一个比喻来回答这个问题,说地球沙粒的总数也比不上宇宙中星星的数量。沙子,作为地球上数量庞大的物质之一,我们手中一把沙子就足以数不清,那么地球上所有沙子加起来,这个数字更是难以想象。如果宇宙中的星星比这个数字还要多,这听起来似乎难以置信,但真的是这样吗?

最近,我阅读了一些资料,发现了一篇讨论这个问题的文章,觉得非常有趣,所以想与大家。这篇文章的作者是美国天文学家菲尔普莱特,他曾是哈勃望远镜研究团队的一员,拥有扎实的专业知识,因此他的观点具有一定的权威性。菲尔普莱特试图精确计算宇宙中星星和地球沙粒的数量,但由于数据的限制,我们只能进行一个粗略的估计。

首先,我们假设宇宙的大小就是我们能够观测到的范围,即直径约为930亿光年的可观测宇宙。同时,我们假设地球上的沙粒大小为1毫米,以此为基础进行计算。根据2016年的一项研究,宇宙中星系的数量大约是2万亿个。研究者们以单个星系的质量为100万倍太阳质量作为参考,这意味着每个星系平均有100万颗星星。


然而,银河系中像太阳这样的恒星数量预估为2000亿颗,与100万颗相比,差距巨大。实际上,宇宙中普遍存在的是小型星系,而像银河系这样的大星系并不常见。因此,研究人员认为,星系的平均质量大约是100万倍太阳质量。如果我们以红矮星为例,它们在银河系中占比约75%,质量大约是太阳的10%,那么宇宙中的星星数量将是100万乘以10再乘以2万亿,大约是2000亿亿颗,或者说是2 x 10^19颗。

接下来,我们来估算地球上沙粒的总数。如果我们以一立方米沙粒的数量为基础,假设沙粒大小为1毫米,那么一立方米大约有10亿粒沙子。而地球上沙的总体积,如果只考虑海滩上的沙子,其宽度为50米,深度为10米,海岸线总长约75万千米,那么总体积大约是3750亿立方米。这样计算下来,海滩上的沙粒总数大约是37500亿亿粒,即4 x 10^20粒,这大约是宇宙星星数量的20倍。

当然,这个数字只是基于可观测宇宙的估计。如果我们考虑到可观测宇宙之外的星系,那么数量可能会更多,但目前我们无法给出确切的答案。因此,尽管宇宙中的星星数量可能非常庞大,但根据我们的估算,它们仍然少于地球上沙粒的总数。

 

 


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