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        究竟是星星多,還是沙粒多?

        2019-06-10 08:59:52樂天
        大科技·百科新說 2019年5期
        關(guān)鍵詞:沙粒星系恒星

        樂天

        你在夜晚的沙灘上數(shù)過星星嗎?星星和沙粒,究竟哪種更多?有人說過,天上的星星比地球上所有沙灘上的沙粒都多,這可能嗎?拿出紙筆,一起用數(shù)學(xué)來解決這道關(guān)于星星和沙粒數(shù)量的比較題。

        星星的數(shù)量

        已知:

        通過觀測,人類已經(jīng)知道銀河系中有大約1000億到4000億恒星,宇宙中有大約1000億到5000億個星系。

        問題:

        宇宙中大約有多少顆恒星?

        解答:

        答案將是一個區(qū)間值。用最少的恒星數(shù)量1000億乘以最少的星系數(shù)量1000億,得出宇宙中最少的恒星顆數(shù)1022(即1的后面有22個0)。用最多的恒星數(shù)量4000億乘以最多的星系數(shù)量5000億,得出最多的恒星顆數(shù)2×1023(即2的后面有23個0)。

        因此,宇宙中恒星的數(shù)量大約為1022到2×1023顆。

        這真是一個龐大的數(shù)字!那么,整個地球上的沙粒有多少顆呢?

        一顆沙粒由多少原子組成?

        原子是組成物質(zhì)的基礎(chǔ)。如果讓1022個原子緊密地聚成一團會有多大?

        原子非常小,而且組成不同物質(zhì)的原子大小不一樣,沙粒的主要成分是二氧化硅分子,其中包括氧原子和硅原子,算下來,平均一顆沙粒中含有5×1019個原子,也是一個非??捎^的數(shù)字。

        硅原子結(jié)構(gòu)圖,原子由電子、中子和質(zhì)子圍繞原子核組成。

        沙粒的數(shù)量

        地球沙灘上的沙粒直徑平均大約0.5毫米,20顆沙粒排成一排,就是1厘米長,這樣算來,8000顆沙??梢詳D進一個1立方厘米的容器里。那么,每一個沙灘的平均容積是多少?地球上的沙灘有多少?小學(xué)數(shù)學(xué)已經(jīng)無法解決這個問題了,科學(xué)家們的估算數(shù)值也各不相同。根據(jù)數(shù)學(xué)家杰森·馬歇爾博士的估算,全球有700萬億立方米的沙灘,而沙粒數(shù)量大約是2.5×1021到1022顆。

        終極數(shù)量比較

        從這兩組數(shù)字來看,宇宙中恒星數(shù)量的最低值與地球沙粒數(shù)量的最高值相當(dāng),而作正常比較的話,即兩組最低數(shù)值與兩組最高數(shù)值比較,我們可以得出,恒星數(shù)量比地球沙粒數(shù)量多得多,是地球沙粒數(shù)量的4到20倍。但是如果把沙漠中的沙子也加上,又會得出不一樣的結(jié)果。

        你知道嗎?

        除了月球、太陽系的幾顆行星和幾個星系之外,其他我們?nèi)庋劭吹降摹靶切恰倍际呛阈恰?/p>

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