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关于宇宙的14个数字

我们的宇宙充满了令人费解的大数字

■撰文:亚塞明·沙普拉克奥卢(Yasemin Saplakoglu)

从地球上的沙粒到天空中的星星,只要加上几个零,大数字就从“可以确定的数”变成了猜测的对象。最终,它们的存在激发了我们的想象力,需要精心设计复杂的场景。它们可能在宇宙中存在,也可能不存在。从宇宙中最小的斑点到人类所能想象到的最大的数字,这里有一些数字组成了我们的宇宙。

1 0

构成微生物、植物、海洋、行星、恒星和星系(换句话说,我们整个宇宙)的总能量可能是……零。这是因为宇宙中的负能量很可能抵消了正能量。物理学家认为光、物质和反物质都是正能量,而所有粒子之间的引力能量都带负电荷。所以,一切就这样平衡了。

2 50万

有超过50万块太空垃圾——包括流星和人造颗粒(只包括比玻璃珠大的)——在围绕着地球旋转。还有数百万的垃圾颗粒因为太小而无法追踪。这张计算机生成的图像(上)显示了地球同步区域的太空垃圾,高度约为35785千米。

3 100万

理论上,100万颗支持生命存在的行星可以围绕一个超大质量黑洞运行。天体物理学家肖恩·雷蒙德(Sean Raymond)计算出,一个黑洞的质量是太阳的100万倍,它周围有一个由9颗类太阳恒星组成的环,可以容纳400个行星环。每个环将有2500颗地球质量的行星。在这样的星系中:“你永远不会感到孤独,”雷蒙德说,“你将在天空中看到其他行星,它们显得非常巨大。”这只是行星系统的一个可能场景——而且是一个非常拥挤的场景。

4 3万亿

根据最近的评估,世界上有超过3万亿棵树。但这只是一个估计数,真实的数字可能不一样。虽然这个数字比之前的最佳估计(约4000亿棵)要大得多,但人类每年可能会砍掉约150亿棵树,而只种植50亿棵树。据英国广播公司报道,自大约11000年前的最后一个冰川期以来,人类可能已经砍伐了3万亿棵树。

5 1000万亿(10 15

地球内部可能填塞着1000万亿吨的钻石。但是这些钻石是无法获取的,它们位于地表以下145至240千米的克拉通“根部”区域,或位于大多数大陆构造板块下方的大块岩石中。地震波或震动在地表以下传播时,速度会根据它们所穿过的岩石的构成而变化,一个科学家团队发现,波动在穿过克拉通“根部”区域时往往会加速,而且与在部分由钻石组成的虚拟岩石模型中的速度一致。

6 100亿亿(10 18

你有没有想过数一数沙滩上的沙粒?据美国国家公共电台报道,科学家们估计,世界上所有的海滩大约一共有700亿亿粒沙子。实际上是750亿亿个沙粒,或者说75后面加18个0。现在的问题是:为了从实验上证明这一点,我们有时间把它们全部数完吗?

7 10万亿亿(10 21

据美国《新闻周刊》( Newsweek )报道,从人类早期开始,人类可能已经在这个星球上留下了246.4万亿亿(24.64×10 21 )个足迹。假设一个普通人活到65岁,每天走1万步,就得到了这个计算结果。在《科学公共图书馆·综合》( PLOS One )杂志3月份发表的一项研究中,科学家描述了在北美发现的一些最古老的人类脚印,可以追溯到13000年前。

图片来源:美国宇航局;盖蒂图片社(GettyImages);思想库(Thinkstock);维基百科/巴勃罗·卡洛斯·布达西(Pablo CarlosBudassi)(知识共享协议3.0)

8 1000的8次(10 24

宇宙中大约有10 24 颗恒星。假设宇宙中有大约10万亿个星系,并乘以根据银河系估计的每个星系有1000亿颗恒星,就得到了这个计算结果。但即使是这个巨大的数字也可能低估了,因为我们并不真正知道宇宙有多大。可观测的宇宙可以追溯到大约138亿年前。但这个宇宙之外的宇宙可能是无限的。

9 1000的9次方(10 27

地球上大约有920×10 27 到3170×10 27 个微生物,罗得岛大学(University of Rhode Island)的海洋学教授斯蒂文·德洪特(Steven D’Hondt)解释说。

10 1000的10次方(10 30

大约需要160×10 30 座吉萨大金字塔才能达到银河系的质量,根据Inverse公司的说法。

11 10的51次方(10 51

可观测宇宙的质量是30×10 51 千克,相当于大约250亿个银河系的质量。天文学家贾加迪普·D.潘迪安(Jagadheep D.Pandian)在康奈尔大学的“问天文学家”页面上回答这个问题时说。

12 10的78次方(10 78

行星宇宙中大约有100×10 78 个原子 。按质量计算,宇宙中大约75%是氢,25%是氦。

13 古戈尔普勒克斯(googolplex,10^10^100)

根据天文学家和天体物理学家卡尔·萨根(Carl Sagan)的说法,如果你用1.5微米左右的细尘粒子填充整个可观测宇宙,这些粒子的排列组合方式的总数有一个古戈尔普勒克斯。但其他人对古戈尔普勒克斯的含义有不同看法。

美国数学家爱德华·卡斯纳(Edward Kasner)发明了数字古戈尔(googol)来描述10的100次方(10^100)。但他实际上把这个发明归功于他的侄子米尔顿·西罗塔(Milton Sirotta),后者在1920年——9岁时创造了这个名字。米尔顿随后想出了“古戈尔普勒克斯”这个数字,他说这个数字应该是“1后面写一堆0,直到你写累了”。

图片来源:美国宇航局;盖蒂图片社;思想库;维基百科/巴勃罗·卡洛斯·布达西(知识共享协议3.0)

14 这个数字大到没有名字

假设有一套书,每本410页,每页3200字,这套书能够容纳各种字符组合(即每一本书的每一个序列都可能用任何语言书写,甚至是乱码),它的数量将在10的200万次方左右,或者10后面跟着200万个0,根据《史密森尼》( Smithsonian )杂志的说法。这是阿根廷作家豪尔赫·路易斯·博尔赫斯(Jorge Luis Borges)想象的“总图书馆”。这些计算是由乔纳森·巴希尔(Jonathan Basile)完成的,他在哥伦比亚大学学习英语文学,并决定创建一个数字版本的博尔赫斯图书馆,据《史密森尼》杂志介绍。 LEWBIdb+/gSRgBCHN7vfKvRq/OyBOZH86sMfPpcQiw43jA2iGf5j6d89npuhbzWQ

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