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宇宙有多少種粒子

生活 更新时间:2024-10-11 18:46:04

宇宙有多少種粒子(宇宙中究竟有多少個粒子)1

我們總會用“天文數字”來形容非常大的數字,但任何東西都不會多于這個數字:宇宙中的粒子總數。

粒子極其微小,一根大頭針的針頭就可以容納五萬億個氫原子,并且每個氫原子中都包含四個粒子(一個電子,以及一個中子包含的三個誇克)。因此,在整個可觀測宇宙中,粒子的數量遠遠超出了我們所理解的範圍。那麼,宇宙中究竟有多少個粒子呢?

對此,諾丁漢大學的物理學家Tony Padilla教授提出了一種估計宇宙粒子總數的方法,其中不計光子和中微子的數量,因為它們沒有質量或者近乎沒有質量(光子沒有靜止質量,中微子的質量比電子小一百萬倍)。

宇宙有多少種粒子(宇宙中究竟有多少個粒子)2

每個重子由三個誇克組成,這是所求粒子的一部分。此外,宇宙呈現電中性,所以宇宙的質子總數約等于電子總數,這是所求粒子的另一部分。宇宙由大約75%的氫和大約25%的氦組成,在如此大規模的計算中,宇宙的其餘組成均可忽略不計。使用這些信息,就能計算出中子數、質子數以及相應的電子數。最後,把質子數和中子數乘以三并相加,再加上電子總數,就能得出宇宙中的粒子總數。

計算可得,宇宙中的粒子總數為3.28×10^80個,大約三億億億億億億億億億億個。盡管粒子總數龐大,但仍不足以填滿整個宇宙,因為平均每立方米的宇宙空間僅有一個粒子。

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