五千年(敝帚自珍)

主题:【问题】谁会数撒哈拉沙漠里的沙子? -- 月色溶溶

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家园 请定义星星的概念,顺带补充阿基米德和阿西莫夫的看法

是只算恒星,还是连行星、小行星、彗星都算进来?是什么时候的宇宙?大爆炸发生时?

当然,这个沙粒与宇宙的比较,是具有深刻意义的。当年阿基米德就曾经提出过一个类似的命题,就是以沙粒来度量宇宙的大小。他假设一粒罂粟籽的直径为手指宽的40分之一,而一粒罂粟籽能容纳下一万粒沙子,最后按照他那个时代的宇宙知识,他算出容纳宇宙需要10的63次方颗沙粒。

按照今人阿西莫夫的计算,阿基米德宇宙的半径大概为1.2光年,虽然与现实不符,但这个假设对一个古代数学家而言已经是非常难能可贵的了。按照阿西莫夫时代可观测到的130亿光年半径宇宙,需填满这个宇宙的沙粒应为10的93次方颗。

在今天我们不用沙粒,而用质子来衡量宇宙,要填满半径130亿光年的阿西莫夫时代宇宙,所需的质子数量为4.6X10的124次方。当然现实中没有这么多的质子,实际数量约为1.8X10的79次方个。这已经足够构成1000亿个与银河系同等的星系。

然而,即使撒哈拉沙漠内沙粒的数目如meokey兄那样算出,达到了10的27次方,可宇宙不需要为此自卑。

阿西莫夫认为,目前的宇宙是在不断膨胀的,一个星系离开我们越远,退离我们越快,对观察者而言因为菲兹杰诺效应收缩而经受的缩短就越大。当某个星系接近哈勃半径时,退离速度接近光速,那么它在视线方向的厚度便接近于0。因此,在哈勃半径附近可以容纳无限多个星系。

如果这一假想成立,那么宇宙图景就是这样的,一个有限体积的宇宙,可以拥有无限个星系,无限大的质量,无限多的基本粒子。撒哈拉沙漠的沙粒就不可能再与宇宙的恒星数目做对比。

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