地球上约有1.33×10^50个原子,宇宙中怎么只有10^78到10^80个?

lianzichen


地球上约有1.33×10^50个原子,宇宙中怎么只有10^78到10^80个?

我们地球的质量大约是5.965*10^24千克,尽管各种原子的质量不一样,但平均一下,大概也就1.33×10^50个原子,但请不要小看了这个指数50,每增加1就是10倍,50的意思就不言而喻了....

但可观测宇宙原子的估计也就10^78到10^80,差不多就是指数级数差30级,我们来看看这30级有多大差别!一个健康的成年男人即使按60KG计算,那么乘以10的30级数应该就是:

6.0×10^31KG

那么我们的太阳质量是多少呢?

1.9891*10^30千克

很明显,一个人的10^30倍后将是太阳质量的30倍以上!而太阳质量的25-30倍的恒星,在红巨星时代的后期超新星爆发时,极有可能坍缩成黑洞.....简单的说,如果人的质量增大到这个程度,即使不施加任何外力影响就能坍缩成黑洞!!

您感受到这个指数级倍数的威力了吗?

我们的宇宙再大,那么再加一级将是囊括当前的十倍大小.....似乎看起来没有什么不能用指数来形容大小的!

根据宇宙暴涨的模型来推测,宇宙应该是有限的,因此用指数可以来形容它的大小,也可以形容宇宙中物质的多少,理论上确实没有毛病!


星辰大海路上的种花家


这个问题其实反映了我们对于大数字没有什么感觉,也误会了指数的威力。

如果我们手里有几千几百块钱,要去买什么,能买什么我们是很清楚的。如果给你几十万,几百万,大概我们也就去买套房子。那是给你更多钱,对于大多数人来说,那就只是一个数字了,已经不代表什么意义了。所以王健林的小目标,对我们一般人来说,只是一种符号。在这个量级上,已经谈的不是钱了。

把这个数字放小一些也是如此,对于小朋友,对于原始部落来说,1,2,3是有明确意义的,很大的数是没概念的。

从原子到地球,是从微观到宇观。我且看从地球到我们,衡量原子多少我们一般用摩尔数,1mol约6.02×10^²³,12克碳里有这么多碳原子。可我们想想,1200克,120千克(120000),也不过是再增加2个、4个数量级,也就是一个大胖子体内摩尔数只是6.02×10^²7,这个数字从指数上来看并不是特别大。一百多公斤也就是一万摩尔而已啦。

地球质量6×10^24kg,当然元素/原子种类不同,计算下来是10^50个原子。

所以用指数(科学计数法)来看,好像没有什么特异之处,23、27、50,这几个数字都是我们可以理解的。

(可观测)宇宙里有数千亿(10的11次方)个星系,每个星系里有几千亿颗恒星,恒星(比如太阳)跟地球的差距,用数量级来看也是容易理解的。太阳质量是地球的33万倍(10的5次方)。所以宇宙总质量比地球大10的28次方左右。

问题就是在于,指数表示的数字大小是飙升的,不是缓慢上升的。1万,对于我们来说已经是非常的数字了,写成指数,却只是10的4次方。4个人还只是小团体,1万人已经相当于一个师。数字零、指数的威力不可小视。

更重要的是,数量级不同,相同成分组成的集合表现出来的规律是不一样的。从单个原子、分子,到摩尔数级的生物,到地球,到恒星,星系,以及更大的星系集团,乃至整个宇宙。它们的物质基础可以说是一样的,但我们理解它们需要用到不同学科的知识,这其中的复杂性我们至今还没有完全理解。

不过有一点我们是清楚的,地球恒星这样的天体在宇宙当中的分布,数量密度其实是很小的,他们周围的宇宙非常空旷,所以我们很少见到恒星相撞。对于星系这样的天体,他们的数量密度反而很大,所以宇宙中有各种类型的碰撞星系。就连我们的银河系和最大的邻居仙女星系,也将在几十亿年之后发生碰撞。

还好,不9年,而是10的9次方年!


松鼠老孙


数量级是指数量的尺度或大小的级别,每个级别之间保持固定的比例。

指数每增加一次,就相当数量级的增加! 一亿倍才是8个数量级。16个数量级是一亿倍的一亿倍。

宇宙尺度是地球的30数量级的话,你可以算一下。


科学认识论


问题里用“只有”来形容1080这么的大数字,很有意思。

1080是一个很大的数字,写出来是很长的一串:

1 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

1080比1.33x1050大多少呢?1080除以1.33x1050等于:

80 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

这意味着宇宙中的原子数量是地球上原子数量的80 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000倍。

太阳的质量是地球的33 0000倍。用80 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000除以33 0000,得到:

2 0000 0000 0000 0000 0000 0000

相当于宇宙中存在着2 0000 0000 0000 0000 0000 0000个人跟太阳的质量相同的恒星。而银河系中有大约2000亿颗恒星,如果拿2 0000 0000 0000 0000 0000 0000除以银河中的恒星数,得到:

10 0000 0000 0000

如果每个星系都由2000亿颗恒星组成,每颗恒星的大小都跟太阳一样,那么需要10万亿个这样的星系才能产生1080个原子。

我在这里大大简化了问题,因为星系中除了恒星之外还有其他有质量的物体,宇宙中除了星系也有其他有质量的物体。例如,银河系的中心有一个黑洞,其质量是太阳的460万倍。最近的数据显示,宇宙中大约有2万亿个星系,是我简化了问题之后算出来的数字的五分之一。


小鸽子看世界


1的后面紧跟50个0,1的后面紧跟80个0.

乍一看,咦,不就差30个0而已嘛?至于差距那么大吗?

那你反过来想了。

你的资产100000,别人的资产100000000,虽然只差了3个0,但是别人的是一个亿,而你的只是一个十万,这样看是不是差距非常的明显。

10^50与10^80这中间可是差着30个数量级呢,差一级可是相差十倍哦。

另外10^80=10^50*10^30,也就是说10^30个地球啊。

具体的数目是1000000000000000000000000000000个地球总原子数目。

所以不要小瞧科学计数法这小小的数字差距哦,其实是超乎想象的大。

个人浅见,欢迎评论!

本回答由一枚游戏科幻迷原创,感谢点赞关注,我们一起科幻想象、畅游宇宙!予人玫瑰,手有余香!


一枚游戏科幻迷


无聊的问题,他是觉得这两个数差的很小,估计是他数学没学好吧,这两个数相差10^30次方倍。比如说太阳的质量是地球的330000倍,那么假设一颗恒星的质量是地球的10^6倍,银河系有4000亿个恒星,也就是星系假设有5000亿颗恒星。那么银河系的质量就有0.5×10^12,那再假设宇宙有2万亿个银河系,也就是2×10^12,三个乘起来相当于宇宙的质量是地球的10^30倍。那么假设宇宙中原子的平均质量等于跟地球的差不多,那么宇宙中原子的个数也就是相差10^30倍。其实地球也就是宇宙的万亿分之一的万亿分之一的一百万分之一而已。只不过现阶段很多东西都是假设出来的大概数据,科学家无法测量出准确的数据,所以用10^28跟10^30。


谦和的热带鱼



地球上的原子数量是1.33×10的50次方,宇宙中的原子数量是10的80次方,这两个数中间可是差了30个0,一个0是10倍差距,两个0是100倍差距,3个0是1000倍差距,30个零的差距不可谓不大。

宇宙中的原子总量从宇宙大爆炸开始就没少过,也就是说构成我们身体的所有原子和构成太阳的所有原子其实是一样的,都是来自于138亿年前的宇宙大爆炸。


宇宙大爆炸之后才产生了原子产生了物质,宇宙大爆炸其实就是能量转化为质量的过程,现在的核武器都是把质量转化为能量,而且转化率只有百分之几,而宇宙大爆炸的能量足以产生今天的宇宙,由此可见宇宙大爆炸的能量之大。

其实宇宙最不可理解的一点就是原子是怎么产生意识的,构成我们每个人身体的原子既然都是来自于宇宙大爆炸,那么为什么人类就能产生意识产生智慧,人类的身体明明就是由原子堆砌而成的。为什么巨量的原子在人类身上就能产生智慧和意识,而在恒星或者其他东西上就不能?

值得一提的是因为宇宙原子总量不变,所以我们每个人死后,构成我们身体的原子也不会消失,而是会继续存在于宇宙空间之内,或者是构成其他的东西。


宇宙探索未解之迷


虽然不知道宇宙的原子数数据是怎么统计出来的,不过发现题主“只有”用的好.....题主显然对指数级没有清晰的概念。不看有效数字部分,单单看量级,10^50和10^80是什么差距呢,10^30倍...别看指数上只差了30啊,从原子个数上看,1g氢气有6.02*10^23个氢原子(注意是0.5mol,不是氢气分子)。拿地球和宇宙的量级去比,就像拿1g氢气去和地球去比..当然有人可能会说我把质量和物质的量掺和在一起了……那好,回归正题单单就看原子数啊,现在用1粒1mm*1mm*1mm的沙子代表地球原材料,那么组成宇宙的原料仓库是什么样的呢?如果堆成立方体,是棱长10^8m的正方体。棱长10万千米,光也要走0.3秒啊…假如你要检查检查这个仓库,按照正常步速,走一圈得11年。何况这只是可见物质原材料,只占宇宙的4%。


GottQ


很简单,仔细一想就差不多明白了,就以地球有10∧50个原子,那么两个地球就有2x10∧50个原子,太阳就差不多有地球的130万倍大小,也就是1.3x10∧56,再想宇宙中大约有2000亿个恒星,也就是2.6x10∧68,这还是宇宙中所有恒星都是类似太阳的情况,所以在26后面有67个0的情况下在乘他个1000亿最后得到2.6x10∧80。

通过简单计算,事实上关于平方根的幂数,并不是那么好增加的,从56到80其实扩大的倍数非常大。

顺带一提围棋的落棋情况有10∧170种。


IlllIIIlIllIlIlllIII


地球上约有1.3×10^50个原子,宇宙中为什么只有10^78~10^80个原子?一眼望过去,貌似指数只差30个数量级,但这绝对是天文数字,大到难以想象。这说明大家对大数这个概念还不是很理解。指数问题后面再说,先说一下原子个数是怎么算出来的?

地球的原子个数怎么算出来的?

地球质量约为5.98×10^24千克,地球的平均密度约为铁的一半,一个铁原子的质量是9.29×10^-26千克,那么地球的原子个数大约为:5.98×10^24 kg÷9.29×10^-26kg×2≈1.3×10^50个 。



宇宙中原子个数怎么算出来的?

目前连宇宙究竟有多大都不太确定,如果宇宙是无限的,那么原子就应该有无限多个。其实,这个数据是科学家基于可观测宇宙的质量算出来的,并且只考虑了普通物质,暗物质及暗能量都没有计算在内。

计算宇宙中原子数量的方法有很多,这里用一种大家都能听得懂的方法说明一下。这种方法是基于宇宙中的星系数目算出来的,不是太准确。


其实宇宙是非常空荡的,可观测宇宙半径虽然达到了465亿光年,但大部分都是真空。宇宙中的基本结构单元是星系,而星系又是由恒星组成的。在一个恒星系统中,恒星又占据了绝大部分质量,比如太阳就占据了太阳系中99%的质量。由于恒星主要又是由氢构成的,所以这里所说的宇宙中的原子数主要是根据宇宙的质量与氢原子质量之比换算出来的。一个氢原子的质量约为1.67×10^-27千克。

根据最新的科学观测,已知宇宙中大约有2万亿个星系。每个星系以银河系为例,每个星系有大约2000亿颗恒星,那么宇宙中大约有4x10^23颗恒星。每颗恒星以太阳为例,太阳质量大约是1.99×10^30kg,根据氢原子的质量可以计算岀太阳大约有1.2x10^57个原子,于是就可以轻松得出,宇宙中大约有4.8x10^80个原子。

在普通物质中,氢的质量占比大约为75%,氦的质量占比大约为24%,其余元素可以忽略不计,所以在计算过程中通常还要考虑氦。


指数究竟有多大?

指数究竟有多大?相信学过初中的都知道。那么先来重温一下100万究竟有多大,100万即10^6。太阳的体积是地球的130万倍,太阳的质量是地球的33万倍。仅仅相差6个数量级,就有如此大的差异,现在知道30个数量级究竟有多大了吧。

棋盘数米的故事,相信很多小朋友都知道。一个棋盘总共有64格,第1格放1粒米,第2格放2粒米,第3格放4粒米,第4格放8粒,依此类推,以后每一格放的麦粒数都是前一个格麦粒数的2倍,直到放满第64格。看似数据很小,实际上第64格要放的米粒数有2^63粒,把底数换成10就更直观了,第64格大约是9.2x10^18粒米。指数增长与线性增长的差异就是这么大。

那么总共要在这个棋盘上放多少粒米?有兴趣的可以算一下哦。


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