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宇宙物質集中到一起有多大呢?

宇宙物質集中到一起有多大呢?

如果我們在網上搜索一下宇宙的物質總量是多少,應該是可以找到的,比如,10的多少次方千克。我也不搜索了,我們簡單推測一下吧!銀河系物質相當於3300億個太陽質量,宇宙大約有10億個星系,如果質量平均接近銀河系質量,宇宙就是相當於10億個銀河系質量。太陽質量是1.989×10^30千克,是地球質量的33萬倍。地球物質密度是每立方厘米5.518克,每立方千米是5.518×10^12千克。如果整個太陽質量按照地球密度分布的話,體積大小為3.6×10^17立方千米,自然是相當於現在太陽體積的四分之一,半徑約為44萬千米,比地球到月球的距離還要長。

如果整個銀河系物質都集中到一起,如果密度相當於地球平均密度,體積應該為1.188×10^29立方千米,相對44萬千米的半徑擴大了6911倍,擴大到304084萬千米,約為30.4億千米,日地距離約為1.5億千米,比天王星到太陽的28.7億千米的距離大了一些。

如果整個宇宙物質都集中到一起,如果密度相當於地球平均密度,按照10億個星系計算,體積應該為1.188×10^38立方千米,相對30.4億千米的半徑擴大了1000倍,擴大到304084000萬千米,約為30400億千米,一光年的距離是94605億千米,約為三分之一的光年。距離太陽系最近的恆星是4.2光年,可見全部宇宙的物質集中到一起,以地球的平均密度分布水平,才是一個三分之一光年的大球體。當然,如果宇宙物質不是10億個星系,而是1000億個星系的質量,意味著這個設想星球體積再擴大100倍,半徑擴大到之前的4.64倍,約1.49光年。這可是半徑為100多億光年或幾百億光年的宇宙的全部物質啊!彙集到一起,以地球物質密度水平看,只有這麼大!可見,宇宙是多麼空虛!

當然,宇宙全部物質彙集起來,在引力作用下,自然是不可能以地球物質密度存在的。也就是不會以原子或分子形態存在,原子其實也是很空虛的,質量集中於原子核,大引力作用下,電子等會被壓縮倒原子核裡面,形成中子星等狀態。假如按照原子核密度存在或中子星密度存在,每立方厘米一億噸以上,如果每立方厘米10^14克,相當於3300億個太陽質量的銀河系彙集一起,體積會從1.188×10^29立方千米,減少到1.81×10^13分之一,只是形成一個半徑為6.56×10^16立方千米的星球。此時半徑約為40萬千米,比月球到地球的距離大了一些。如果取中子星的最高密度每立方厘米10^15克計算,整個銀河系物質彙集一起,只是形成一個半徑20多萬千米的星球,還沒有到月球的距離大。

相當於10億個銀河系質量的宇宙彙集起來,以中子星的分布密度計算,相對40萬千米的半徑擴大1000倍,為40000萬千米,即4億千米,這相當於小行星帶到太陽的距離。就是按照1000億個星系的宇宙質量計算,這個設想星球體積再擴大100倍,半徑擴大到之前的4.64倍,也只是18.56億千米,相當於太陽到土星和天王星之間的距離。也就是整個宇宙,幾百億光年的宇宙,近千億個星系,彙集一起,按照原子核或中子星密度計算,只是相當於一個還沒有太陽系大的星球的體積。可見宇宙的空虛程度是多麼令人吃驚。

就是根據現在的物理知識,我們也可以知道原子核或中子並不是密度最大的,可以進一步細分,由具體的組成物質,比如夸克組成了中子或質子。其實相對中子尺度,內部也是空虛為主,由三個夸克組成。這三個夸克並不是緊密的連為一體構成中子的,而是很有可能是類似於原子的組成情況,夸克很小,三個夸克相互環繞運動構成中子。現在人們對夸克的了解非常少,難以估測其大小,只是知道其至少會小一些。因此,人們預測質量較大星球會向夸克星球轉變,質量相對小一些的才會轉變成中子星。夸克星球的密度自然是更大一些,表面引力也更大一些,夸克星的密度介於黑洞和中子星之間,似乎部分黑洞應該就是夸克星。那種有磁場有電量的黑洞,其內部是存在物質結構的,很有可能就是夸克這種物質為主。因此,夸克的密度很有可能比中子密度高三個量級,甚至更高。如果密度高三個量級,夸克星可以形成黑洞。

如果銀河系物質彙集一起,形成密度更大的夸克星,如果密度相對中子星再提高1000倍,半徑就可以縮小到之前的十分之一了,從40萬千米縮小到4萬千米,大小類似於土星或木星。10億個星系的宇宙物質彙集一起也會縮小到之前的十分之一,從4億千米縮小到4000萬千米,小於太陽到水星的距離。就是按照1000億個星系的宇宙質量計算,半徑增大4.64倍,比日地距離大了一些。

黑洞物質密度全憑感覺,自然是應該更大的,如果能壓碎夸克,密度自然會提高到更高的層次。銀河系物質彙集到一起,引力大到不可能允許夸克存在,整個宇宙物質彙集一起,更不會允許夸克存在。夸克會被壓碎,如果真的有更細小的物質結構的話,密度自然會是更大的。整個宇宙物質彙集一起,體積也是不會太大的。我們似乎可以感覺,空虛的宇宙還真的有可能是通過宇宙大爆炸產生的,真的起源於很小的空間區域。


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