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  • 1 # 使用者6857797169671

    對於可觀測宇宙的總質量,大概的數量級是10^53千克,這隻包含普通物質,在我們宇宙中,暗能量佔了68.3%,暗物質佔了26.8%,普通物質只有4.9%。我們宇宙非常廣袤,並且有著138億年的歷史,由於宇宙年齡有限,使得較為遙遠的光線還沒有足夠時間到達地球,目前我們能觀測到的宇宙範圍稱之為可觀測宇宙,直徑大約930億光年,而宇宙的實際大小無人知曉。關於可觀測宇宙(以下均簡稱宇宙)的大小,可以利用萬有引力定律,以及相應的宇宙學原理進行粗略估計,計算是一步一步進行的。太陽質量牛頓建立萬有引力定律後,理論上我們就可以根據萬有引力定律推匯出地球和太陽的質量,但是萬有引力定律依賴於一個常數——萬有引力常數G。英國科學家卡文迪許巧妙地利用扭秤實驗得到了地球的密度,從而計算出地球的質量,卡文迪許也被稱作“第一個稱量地球的人”,使用卡文迪許的資料就可以得到萬有引力常數。有了萬有引力常數後,我們利用向心力和萬有引力定律,就可以輕鬆計算出太陽的質量,大約是2*10^30kg。在我們的太陽系中,太陽質量佔了整個太陽系質量的99.86%,至於八大行星、彗星、矮行星、小行星、星際氣體等等的質量,相對於太陽來說可以忽略不計。銀河系質量銀河系主要由數以億計的恆星組成,當然還有一些黑洞、中子星、白矮星等等,太陽的質量在銀河系中,屬於中等偏下的恆星(黃矮星)。宇宙中的恆星分佈呈金字塔型,質量越小的恆星數量越多:恆星的最小質量是0.08倍太陽質量,最大質量大約是300倍太陽質量;最新的資料表明,銀河系中的恆星大約有2000億顆,加上其他天體的質量,以此估算銀河系質量大約是4*10*41kg。宇宙質量在現代宇宙學中,有一個各向同性原理,說無論我們朝著宇宙的哪個方向進行觀測,宇宙中星系的分佈都是相似的,也就是說星系在宇宙大尺度下是均勻分佈的。我們所處的銀河系,在宇宙中屬於中等質量星系,銀河系所處的本星系群有50多個星系,佔據著直徑1000萬光年的區域,宇宙中普通物質的質量,主要來源於星系,所以只要我們知道了宇宙中的星系數量,就可以得到宇宙質量。而最新的天文觀測表明,在我們可觀測宇宙中,可能有超過1萬億個星系,以此進行估算的話,宇宙質量大概是:4*10*41*10^12=4*10^53kg;也就是說宇宙質量的數量級,大約是10^53kg,宇宙中的普通物質主要由氫元素和氦元素組成,而前者就佔了大約75%,單個氫原子質量為1.674*10^-27kg,以此進行估算的話,宇宙中的原子數目大約是10^80個。

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