如果讓宇宙所有原子的原子核和電子都緊挨著,那會有多大?

雖然液體和固體非常難以壓縮，但其實組成物質的原子非常空曠，原子中超過99%都是空的。但由於電磁力的存在，阻止了原子被壓縮成又小又密的狀態。如果把人的原子內空間都去掉，人會被壓縮到15微米。那麼，如果壓縮宇宙中所有的原子，使原子核和電子都緊緊挨著，不留空隙，該物質會有多大？

事實上，在宇宙中就有類似這種狀態的天體，那就是白矮星。對於質量不超過太陽8倍的中低質量恆星，當它們耗盡核燃料之時，將會發生引力坍縮，自身重力會壓碎原子的電子殼層，使得原子核被緊密壓縮在一起，這樣的天體被稱為白矮星。經過強烈壓縮之後，白矮星的平均密度可達10億千克/立方米。

那麼，如果把宇宙中的所有物質壓縮成白矮星的狀態，那麼，該物質會有多大？

首先，這裡討論的宇宙指的是可觀測宇宙，因為我們不清楚整個宇宙的確切大小。其次，這裡討論的物質是指由原子構成的普通物質，不包括那些數量更多的神秘暗物質和暗能量。

據估計，可觀測宇宙中的普通物質總質量至少為10^53千克。根據下式：

m=ρ·V=ρ·4/3πr^3

由此可以算出r≈30光年。

可以看到，宇宙空間和原子空間真的非常空曠。可觀測宇宙的半徑在壓縮前可達465億光年，而其中的所有物質壓縮成白矮星的狀態之後，半徑僅為30光年，這要遠遠小於星系的尺度。

不過，如果把宇宙中的所有物質壓縮成白矮星的狀態，這並不會穩定。由於自身重力足夠強大，這會導致電子和中子簡併壓力都被重力壓垮，導致物質無限坍縮，最後的結果將會成為黑洞。那麼，這個黑洞會有多大呢？

根據史瓦西半徑：

這個黑洞的視界半徑只與質量有關，代入數據可以算出為157億光年。這是一個相當大的範圍，沒有任何東西可以逃出該區域。

此前，有人猜測，我們會不會就在一個黑洞的內部呢？

雖然這個猜測看似合理，但計算結果表明並不成立。因為可觀測宇宙半徑遠大於157億光年，而整個宇宙的大小更是不可測量。