科学分析:到底是天上的星星多,还是地球上的沙子多?

星球上的科学啊 2025-01-07 20:04:34

天上繁星点点,地上沙粒无垠,两者的数量都极其庞大,那到底是谁的数量更多呢?这个问题乍一听怪无聊的,但细细琢磨却饶有趣味。

当然,截至目前,宇宙中到底有多少星星以及地上有多少沙子,没有一个明确的答案,但我们可以根据目前已有的数据进行估算。

地球上一共有多少粒沙子?

首先我们先来估算一下地球上沙子的数量。沙粒主要存在于地球的地壳中,广泛分布于沙漠、海滩、河床等地,地壳占地球质量的0.42%。

根据已知条件来算,地球质量约是5.965×10²⁴ 千克,由此能算出地壳质量。假定地球上沙粒的总质量约为 2.505×10¹⁹ 千克,已知单颗沙粒平均质量是 0.00015 千克,做个简单除法,便能得出地球上沙粒数量约为 1.67×10²³ 颗,也就是 1670万亿亿颗。

天上有多少颗星星?

现在我们来估算一下星星的数量,在此之前需要先对“天上的星星”做出一个明确的界限。

当我们抬头看向天空的时候,在我们可见范围内的星星几乎都是距离我们若干光年外的恒星。光会在长途跋涉中不断消耗能量,所以随着距离越远,光的亮度就会越低,这就是为什么离我们越远的星星越暗淡。

同时也反映出能进入我们视野的星星,数量都远不及实际宇宙的浩瀚,这些肉眼可见的星星绝大部分都是银河系内的恒星,不过我们偶尔也能看到一些银河系外的一些明亮天体,比如仙女座星系,但它看起来更像是一个模糊的光斑,而不是像恒星一样的亮点。

据科学家估算,视力正常的人在没有光污染的夜空下大约可以看到2000-3000颗星星。这么看来,如果把星星限定成我们肉眼可以直接看到的,那跟地球上的沙子比起来可就完全不是一个数量级了。

甚至说随便找一处沙滩,抓一把沙子数一数,里面的沙子数量都能轻轻松松超过夜空中肉眼可见的星星数量。需要注意的是,这些只是我们肉眼可见的星星数量,那么在可观测宇宙中,一共存在多少星星呢?首先我们要解释一下什么是“可观测宇宙”。

什么是可观测宇宙?

众所周知,光的速度是有限的,大约为每秒30万公里,而宇宙的年龄也是有限的,自诞生至今138年,同时,宇宙空间从诞生的那一刻起,就在不断的超光速膨胀,所以宇宙的大小要远远大于138亿光年的尺度。

在有限的时间内,那些距离我们太遥远的恒星,它们发出来的光无法抵消空间膨胀的速度,最终也无法传播到地球,所以这个以地球为中心,半径465年的球形时空,就叫做可观测宇宙。

在我们的宇宙中,恒星都不是孤立存在的,它们会聚集到一起,形成一个星系,平均每个大星系中至少有1000亿颗恒星,那么就是说,如果我们知道了可观测宇宙中大约有多少个星系,就可以计算出来可观测宇宙中的恒星数量了。

科学家通过哈勃空间望远镜等设备观测,保守估算出可观测宇宙中大约存在2万亿个星系,由此便可推算出可观测宇宙中的恒星数量大约为2×10²³颗,可以看出,地上的沙子数量要明显多于可观测宇宙中星星的数量了。

然而,这只是可观测宇宙内的恒星数量,然而真实的宇宙究竟有多大?我们就无法得知了,因此拿无限大的宇宙,与有限的沙子进行比较,那结果也是非常明显的了!

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