以下搬運自：

http://jandan.net/2014/02/17/star-sand.html

英文原文：http://what-if.xkcd.com/83/

WHAT IF：把星星堆成“沙灘”會怎樣

沙子是種很有意思的東西。“星星多還是沙子多”是個頗引人爭議的話題。這個問題的答案是：在可見的宇宙範圍中，行星的數量大概比地球上沙子的總數要多。在人們對這類問題進行探究之時，在星星數量的問題上通常更容易得到一些令人滿意的資料，而對地球上沙子數目的計算則大多是透過沙粒大小進行估算。不過這並不是我們今天要探討的問題。在回答 Jeff 的問題之前，我們需要先了解一些關於沙子的知識。特別是理清楚黏土、泥沙、細砂、粗砂和碎石指的是多大的顆粒，這樣比較有助於想象“銀河沙灘”的外觀和質感。幸運的是，美國地質調查局有一張現成的圖表(PDF)，可以供我們瞭解上述那些問題。這張表格相當棒，簡直就是地質版的電磁波譜圖。根據一些針對沙子的調查報告(PDF)，沙灘上沙子的顆粒大小基本在0.2毫米到0.5毫米之間。也就是圖表中的中砂到粗砂大小的顆粒。這些沙子的大小大概就是下圖中的這個尺寸：如果將太陽的體積設為常見沙粒的大小，再乘以銀河系中星星的數量，那麼就可以得到一大堆沙子。但是，這種計算方法是錯誤的，因為星星的體積是不同的。YouTube 上有許多比較行星體積的影片。透過這些影片，我們可以很直觀地感受到宇宙中有些體積極大的星星。雖然影片可能會讓人有點暈頭轉向，不過我們只要知道一點就夠了，那就是：我們的“銀河沙灘”上會有很多大石塊。主要的“星砂”大小如下圖所示：它們大多處在“沙子”的定義範圍之內，而再大些的星星就超出了沙子的界限成了“顆粒”或是“小石子”。而這些都還只是矮星，瀕死恆星可比它們要大得多。當一顆恆星能源耗盡之時，它會擴大成紅巨星。哪怕是顆普通的恆星也會變成巨大的紅巨星，而那些本身就很巨大的星星進入這個階段之後，就會變成“大怪物”。這些紅超巨星就是宇宙中最大的星星。

這種沙灘球大小的“星砂”會很稀有，但是葡萄大小和棒球大小的紅巨星會很普遍。不過它們的數量無法與太陽或是紅矮星這種大小的星星數量相提並論，巨大的體積勢必只能成為我們“銀河沙灘”的小群體，而成不了主體。我們的沙灘將會綴滿沙礫綿延數里。

沙灘上99%都是沙子，但它們所佔的體積不到1%。我們的太陽不會是一粒躺在柔軟沙灘上的沙子，銀河將會是一片含有少量沙子的戈壁灘。但是，正如地球上真正的海岸，石縫中的那些沙子才是真正的樂趣之所在。

如果星星單指恆星得話，兩個幾乎是一個數量級。

可能你會覺得不可思議，但這就是事實，不信我們來估算一番。

目前天文學估計，可觀測宇宙內的星系下限是2000億，每個星系平均恆星數高於1000億。

那麼我們得到了，可觀測宇宙的恆星數下限N1=2000億*1000億=200萬億億=2*10^22。

我們再來估計地球的沙子數上限。

相關資料表明，沙漠的平均厚度為3.5米，一粒沙子的平均體積約0.04立方毫米，我們假設整個地球都鋪滿沙子，根據地球面積是5.1億平方千米。

那麼地球上的沙子數約為：N2=5.1*10^14*3.5/（0.04*10^-9）=4.5*10^25。

這樣算來，地球的沙子數是可觀測宇宙恆星數的1000倍，但是要知道，前者是下限值，後者是上限值。

排除兩者誤差，它們的數量級應該是差不多的，至少在可觀測宇宙內是這樣的，要是算上不可觀測的宇宙；我相信宇宙的恆星數，肯定是遠遠多於地球的沙子數呢！