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直观感受一下:如果宇宙缩小为地球大小,同步缩小的地球有多大?

原来回答过很多类似问题,如地球是1粒黄豆、太阳是一粒黄豆、地球是一个原子或一个电子,宇宙有多大等等。但不管地球怎么缩小,宇宙还是很大很大,所以一些对光年没有什么概念的人来说,还是没有一个直观认识。

这个问题似乎有点意思,因为地球是我们生存的家园,现在只要稍有文化的人,都知道地球是个球形,平均半径约6371km,体积约1.0832*10^12km^3。其实这个体积都没有多大意义,如果宇宙也是一个球形的,那么我们只要确定它的半径就可以比较了。

可观测宇宙的范围。

现在科学的估算可观测宇宙半径为465亿光年。何谓可观测宇宙?就是理论上可以观测到的宇宙,这种测算是根据宇宙大爆炸后光线或者信号能够传递到观测者眼中的可能距离,而不是利用现代科学手段实际能够看到的距离。

这种计算是从138亿年前大爆炸那一刻,光速走了138亿年,最远我们能够看到的那个光源,走了138亿年到达我们这里,而这个光源自己也还在运动远离我们,现在我们之间的共动距离约有465亿光年。宇宙就像一个不断膨胀着的气球,表面的任意一点与其他的点都在不断分开,任意一点都可以视为1个中心,向个个方向看到的宇宙都是离我们远去的星系,而围绕着这个中心能够看到的范围就是“可观测宇宙”。

宇宙还有不可观测宇宙,受到两个“视界”限制。

一个就是宇宙大爆炸开始时,温度太高密度太大,电磁波无法逃逸出来,所以对观测者是不透明状态,这个时间持续了38万年,因此这部分宇宙被认为无法观测到,有多大,我们无法知道,属于过去视界;

还有就是随着宇宙膨胀叠加速度远远大于光速,在可观测宇宙边缘更远的星系之光就永远也到达不了我们这里,因此我们永远也无法知道可观测宇宙之外的宇宙有多大,这个叫未来视界。

可观测宇宙与地球大小比较。

这样,我们无法用全部宇宙来与地球比较,只能用可观测宇宙来比较。现在我们用可观测宇宙与地球相比,其半径为465亿光年。光年是一个尺度单位,1光年约为9.46万亿千米,得到与地球的比例为:465亿*9.46万亿km/6371km≈5.42*10^19倍。可观测宇宙半径比地球大54.2亿亿倍。

地球半径如果缩小54.2亿亿倍还有多大呢?

现在我们把地球直径化为米来计算一下:12742000m/5.42*10^19≈2.35*10^-13m。这是一个什么概念呢?一个原子的直径约10^-10m,一个电子的直径约10^-15m,因此如果可观测宇宙缩小到宇宙大小,地球同比例缩小的话,那么就变成比一个原子还小,比电子略大的球了,更准确一点说,这个球直径是比原子小约426倍,比电子大约235倍。

现在我们来形象了解一下原子、电子的大小。

一根头发根据其粗细不同,直径大致在60~100μm之间,我们取其中间值80μm,在一根头发的截面上,就可以排列约5000亿个原子,约50万亿亿个电子。

我们计算一下这个截面可以站立多少个缩小后的地球。首先算出截面直径与缩小后地球的倍数:8*10^-5m/2.35*10^-13m≈3.4*10^8倍。

根据圆面积公式πr^2计算得出一根头发截面上可以排列缩小的地球9.1亿亿个。这就是可观测宇宙缩成地球大小后,地球同步缩小的理论数据。那么可观测宇宙缩小成地球了,整个宇宙能够全部观测到吗?不知道,到那个时候再说吧。

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