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参天之傅

以日影测时原理制作并应用的傅,是中华上古文明的一颗晶莹璀璨的明珠。

 
 
 

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(转)宇宙有多少粒子?  

2013-06-30 00:59:36|  分类: 宇宙 |  标签: |举报 |字号 订阅

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        实际上,这个问题不可能有肯定的答案,这首先是因为没有人能确切地知道宇宙有多大。但是,我们可以作一些假设。
  有人曾作过一个估计,认为在我们这个宇宙中大约有100,000,000,000(亦即10^11)个星系。这些星系,平均来说,每一个的质量都比太阳的质量大100,000,000,000(亦即10^11)倍。
  这就等于说,宇宙间物质总量等于太阳质量的10^11×10^11(亦即10^22)倍。换句话说,宇宙间的全部物质足够形成10,000,000,000,000,000,000,000(亦即10^22)个太阳。
  太阳的质量是2×10^33克。这就等于说,宇宙间的全部物质的质量是10^22×2×10^33(或者说2×10^55)克。这个数字可以写为20,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000克。
  现在让我们再从另一个方面来看一看。宇宙的质量几乎完全集中在它所含有的核子中(核子是组成原子核的主要粒子)。核子是很小很小的东西,需要有6×10^23个核子才构成一克物质。
  既然需要有6×10^23个核子才能构成一克物质,既然宇宙中含有2×10^55克物质,那么宇宙间总共就应该有6×10^23×2×10^55(或者说12×10^78个核子。为方便起见,可以把这个数字写为1.2×10^79。
  天文学家认为,宇宙间有90%的原子是氢,9%的原子是氦,其余1%则是各种更为复杂的元素。就是说,在含100个原子的一个典型样本中应当含有90个氢原子,9个氦原子和1个别的原子(比方说一个氧原子)。我们知,每个氢原子的原子核有一个核子,即质子。每个氦原子核含有4个核子,即2个质子和2个中子。每个氧原子核含有16个核子,即8个质子和8个中子。
  因此,这100个原子总共应当含有142个核子,亦即116个质子和26个中子。
  这两类核子有一个区别。中子不带电荷,因此不必去考虑同它相伴随的粒子(电子)。质子带正电荷,因此,既然整个宇宙被认为是电中性的,所以只要有一个质子存在,就应该有一个电子(带有一个负电荷)和它同时存在。
  这样,每有142个核子,就应该有116个电子(以便和116个质子相平衡)。为了保持这一比例,宇宙间的1.2×1079个核子就应该伴随1×1079个电子。把这些核子和电子加在一起,我们就得出宇宙间全部物质所含粒子总数应为2.2×1079。我们可以把这个数字写为22,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000。
  如果宇宙是由一半物质和一半反物质组成,那么,这些粒子中就应当有一半是反核子和正电子。但是,这并不影响总数。
  宇宙间大量存在的另一些粒子是光子、中微子,也许有引力子,但它们都是没有质量的粒子,所以没有把它们计算在内。因此,总的说来,我们这个宇宙共有22×10^78个粒子。它们构成了一个相当大的宇宙。
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