今天中午午休时,儿子问我:“爸,什么是最大的数?是万吗?” 我告诉他不是,万之上还有亿;“那亿是最大的数吗?” “不是,亿之上还有兆!” “兆有多大?” “大概是1亿亿吧!”我想当然的回答,心里想着1亿是1万万,也许1兆就是1亿亿吧。但心里又不笃定,告诉他我中午起来再告诉他。 中午起来急着送他上学,我也根本没有去查询,所以这个问题我现在还没有答案,准备查一查! 我想起我小时候,也升起过相应的疑惑,到底最多是多多?最大是多大?最远是多远?最久是多久? 小时候耽于幻想,看到武力值,财富值都可以用数字来表示,于是在白日梦中,就想象着自己的武力值或者财富值,因为上天赐福,迅速爆棚,要多大呢?这时候就要用到数字了,就要问最大的计数单位到底是多大? 现在如果真被这样询问,我会回答最大是无穷大。 但什么是无穷大? 我真的理解吗? 应该说我并不是特别理解。无穷有些性质很违反常识。譬如无穷多个数相加并不等于无穷大,可能结果并不大。所以芝诺悖论其实是虚假的。 一个平面上的点与一条直线上的点谁更多? 都是无穷多,能够再比较大小吗? 我也不甚明白。 不过还是首先解答我儿子的疑惑吧,我搜索百度,得到如下结果: 更简明的表达方式是用10的指数来表示,下面是对应关系: 那宇宙中实际存在的物理量到底多大呢? 譬如宇宙中的原子数目? 宇宙中可探测的最远距离? 可观测宇宙中原子数目是10的80次方,相当于1亿个大数。 计算的大体思路 第一步 计算宇宙密度和可观测宇宙大小 第二步 计算可观测宇宙中普通物质总质量 第三步 利用元素丰度计算原子数目 ---引自《可观测宇宙中原子的数目》 https://zhuanlan.zhihu.com/p/53865508 除了在实验室内,我们是不可能将物质分割成原子的,因为它太小了,通常半径在10^-10米的尺度内。 确实很神奇!如此小的粒子,最终组成了我们这个巨大的宇宙。科学家研究表明:可观测宇宙的直径达到了930亿光年,而1光年相当于大约9.46万亿千米。二者之间尺度的差距,令人瞠目。 .......... 根据欧洲航天局此前的研究,可观测宇宙中有1000-10000亿个星系(甚至还有人推测宇宙中有20000亿个星系),每一个星系中又有1000-10000亿颗恒星(银河系恒星数量在1000-4000亿之间,是比较大的星系)。那么,整个宇宙中大约有100万亿亿到1亿亿亿颗恒星。我们在数量级方面折中,假设宇宙中有1000万亿颗恒星。 那么,宇宙中恒星的质量是多少呢? 根据此前发表于《科学》杂志上的一份研究报告,研究人员认为,宇宙中恒星的平均质量为10^32公斤,也就是1000亿亿亿吨(我们的太阳质量约等于2000亿亿亿吨)。 这样算下来,宇宙中物质的总质量大约就是10^55千克。 有了这个数据,我们只要知道氢原子的质量,就可以推测出宇宙中原子的数量了。 根据美国国家粒子物理实验室费米实验室的一项数据,平均每克物质中,大约有10^24个质子。对于氢原子来说,它只有一个质子和一个电子,而且电子的质量远远小于质子的质量。因此这里我们忽略电子的质量,那么就可以认为每克物质相当于拥有10^24个氢原子。 答案出来了:在直径930亿光年的可观测宇宙中,大约有10^82个原子。如果说得直白一点,大概就是这个数—— 数字太大,一排都写不下…… 需要说明的是,原子构成的物质,并不是宇宙的全部。要知道,根据目前的研究,可见物质的总质能仅仅占了宇宙的4.9%,其余的26.8%和68.3%则被暗物质和暗能量所占据,它们并不是由原子构成的。也就是说,即使是如此多的原子,也仅仅占了可观测宇宙中很小的一部分。 这还不算上不可观测宇宙,它要比我们的可观测宇宙要大得多。至于那里有多少原子,恐怕我们永远也无法得知了。 ----引自《可观测宇宙直径930亿光年,拥有大约有10^82个原子,怎么计算的?》 https://baijiahao.baidu.com/s?id=1704953086522474496&wfr=spider&for=pc 我想这些科学发现,当我儿子能理解的时候,估计觉得与神话也没有太大差异吧!或者说,人类最大胆的想象也不及科学揭示的事实之万一! 最后,放一下宇宙的图示: |
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