我們宇宙的「尺量」刻度:從0到人類能夠想像的最大數字

2020-11-22 騰訊網

從地球上所有海灘的沙粒到夜空中的星辰數量,我們的宇宙充斥著一系列「大數字」。這裡的「大」有兩層含義,一個是數字本身大,一個是意義重大。只要增加幾個,這些大數字便從「可計算」變成純粹的猜測。它們的存在激發著我們的想像力,需要我們提出複雜精密的假設。這些數字可能存在於宇宙之中,也可能不存在。從到人類能夠想像的最大數字,本文將盤點定義宇宙的大數字。

從微生物、植物到海洋,再從行星、恆星到星系,整個宇宙的總能量可能為零。這是因為宇宙內的負能量很可能與正能量抵消。物理學家認為光線、物質和反物質是正能量。宇宙萬物的能量相互抵消。一個球放在桌子上,它沒有任何能量,但如果這個球掉下桌子,便獲得正能量,而這個正能量又被負引力能抵消。正如《生活科學》雜誌報導的那樣,大爆炸將宇宙轟下它的「桌子」,光線和物質開始移動。現在,我們變成下落的球,下落過程中獲得的所有正能量都被這些移動粒子產生的負引力場抵消。

50萬

根據美國宇航局提供的數據,包括流星和人造顆粒在內,地球軌道內存在50萬塊體積超過彈珠的太空垃圾。另有數百萬塊個頭更小的太空垃圾,無法對其進行追蹤。這幅電腦生成的圖像展示了地球同步區內的太空垃圾。這個區域一直到地球赤道上空35785公裡左右。圖像中95%的物體是軌道碎片(廢棄的人造物體或者報廢衛星的碎片),絕大多數聚集在距地面2000公裡的區域。

100萬

據太空網報導,一顆超大質量黑洞周圍理論上存在100萬顆能夠支持生命存在的行星。根據天體物理學家肖恩·雷蒙德的計算,如果一個黑洞的質量相當於100萬個太陽並且被9顆類日恆星環繞,這個黑洞周圍可存在400個行星環。每個環存在2500個地球級行星。雷蒙德在接受太空網採訪時說:「在這樣的星系,你永遠不會感到孤獨,因為天空中還懸掛著其它很多行星。」當然,這樣的行星系統只是科學家的一種假設。如果存在這樣的世界,居民們的生活一定非常擁擠。

180億

據《國家地理雜誌》報導,每年有180億磅(約合80億公斤)塑料垃圾流入世界各地的海洋,威脅海洋動物的生存。吸入塑料垃圾會導致海龜窒息,一些鯨魚和海鳥的肚子塞滿塑料,沒有了進食空間,最後被活活餓死。據《國家地理雜誌》報導,全球有大約40%的塑料用於生產包裝,超過80%的廢棄塑料沒有回收。

5000億

據《生活科學》雜誌報導,一名男性一生之中生成5250億個精細胞,每個月損耗10億個精細胞。一次射精過程中,男性會釋放4000萬到12億個精細胞。相比之下,女性一生之中生成大約200萬個卵泡,但只排出大約450個成熟卵子,用於受精。為什麼會有如此大的差異?答案是精子競爭。從進化的角度上說,精子競爭是各物種雄性必須要面對的。換句話說,接近受精卵的精子越多,男性讓女性成功受孕的機率越大。

3萬億

《生活雜誌》報導稱全球樹木總量超過3萬億棵。但這只是一個估計值,實際數字會發生變化。人類每年砍伐大約150億棵樹,同時栽種50億棵新樹。據英國廣播公司報導,自1.1萬年前的上一個冰河時代以來,人類共砍伐了3萬億棵樹。

?10的15次方???

《生活科學》雜誌報導稱地球內部可能蘊藏著10的15次方噸鑽石。但由於埋藏於地下145到240公裡的克拉通「根部」,這些鑽石無法獲取。克拉通是絕大多數大陸構造板塊下方的巨大巖石帶。科學家發現在地下穿行的地震波的變化取決於巖石的構造。穿過克拉通「根部」時,地震波往往提升速度。這種速度變化與部分由鑽石構成的虛擬巖石模型匹配。

10的18次方

據科學家估計,全球海灘的沙粒總量為7.5乘10的18次方粒。問題是,怎麼證明科學家是對的,難道要一粒粒數嗎?

10的21次方

據《新聞周刊》報導,從人類社會早期至今,人類在地球上留下了24.64乘10的21次方個足跡。科學家假設每人每天走1萬步,平均壽命65年,而後得出這個估計值。根據3月刊等在《公共科學圖書館-綜合》上的一項研究,科學家在北美洲發現距今1.3萬年的古人足跡。

10的24次方

據太空網報導,宇宙內存在大約10的24次方顆恆星。銀河系估計有1000億顆恆星,科學家假設宇宙內存在10萬億個星系,而後得出這個值。不過,我們並不知道宇宙究竟有多大,實際數量可能遠超這個估計值。可觀測宇宙擁有138億年歷史。

10的27次方

羅德島大學海洋學教授史蒂文·德霍特在接受《生活科學》雜誌採訪時表示,地球上的微生物總量在920到3170乘10的27次方左右。圖片展示了耐甲氧西林金黃色葡萄球菌,對特定的抗生素產生耐藥性。

10的30次方

銀河系的質量相當於160乘10的30次方個吉薩大金字塔。

10的36次方

2014年,一名男子因被狗咬傷,起訴紐約餐館連鎖Au Bon Pain、霍伯肯大學、拉瓜迪亞機場和紐約大都會運輸署,索賠2乘10的36次方美元。全世界的錢加起來也不夠賠。

10的51次方

天文學家加戈德希普·帕蒂安表示可觀測宇宙的總重量達到30乘10的51次方公斤,相當於250億個銀河級星系。這幅圖像繪製於2012年,由大量照片拼接而成,涵蓋5500個星系。

10的78次方

諾丁漢大學物理學教授安東尼奧·帕蒂拉表示,地球的原子總數在100乘10的78次方左右。在宇宙中,氦和氫的質量分別佔25%和75%左右。

古戈爾普勒克斯

天文學家和天體物理學家卡爾·薩根表示,如果用1.5微米大小的塵粒填滿整個可觀測宇宙,塵粒的總數量可達到一個古戈爾普勒克斯(1後面跟著10的100次方)。對於古戈爾普勒克斯的數值,其他人有不同解讀。

美國數學家愛德華·卡斯納發明了數字「古戈爾」,即10的100次方。不過,這個名字是他的侄子米爾頓·希羅蒂在1920年起的,當時只有9歲。後來,希羅蒂又起了「古戈爾普勒克斯」這個名字。他說這個數字應該是1後面跟著若干個,直到你寫累了為止。

這個數字太大,還沒有名字

阿根廷作家豪爾赫·路易斯·博爾赫斯提出了所謂的「總數圖館」設想,每本藏書410頁,每頁3200個字符。根據在哥倫比亞大學攻讀英國文學的喬納森·巴希勒的計算,這些字符的可能組合達到10後面跟著200萬個。

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來源:https://www.space.com

翻譯:牛樹軍

責編:Velvet

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