如果把宇宙所有物質的原子核壓縮到一起,將會有多大?

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如果把整個可觀測宇宙的物質,聚集成中子星的物質形態,對應半徑只有數億公里,遠遠沒有太陽系的範圍大。

原子由核外電子和原子核構成,原子核又由中子和質子構成,但是在核外電子與原子核之間,其實有著很大的間隙,正常情況下原子核的體積只占了整個原子的百萬分之一,同樣原子核中質子和中子之間也存在很大的間隙。

如果把宇宙所有物質的原子核壓縮到一起,將會有多大? 科技 第1張

在足夠的能量下,電子是可以墜入原子核與質子結合成中子的,宇宙中的中子星就是這麼形成的,中子星密度高達每立方公分10^11kg;目前人類能所處的可觀測宇宙,半徑465億光年,質量大約是10^53kg,有著上萬億個星系。

宇宙中的可見物質,氫元素和氦元素占了絕大部分,如果我們考慮宇宙中所有原子都轉變為中子,然後中子一個挨著一個,那麼可以粗略估算,宇宙中所有物質組成的體積為:

V=M/ρ=10^36立方米;

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對應的球體半徑大約是6億公里(火星軌道半徑是2.3億公里,木星軌道半徑是7.8億公里),當然,這只是一個粗略估算的數值。

實際上,如果宇宙所有物質都聚集在一起,那麼早就塌縮成黑洞了,無法形成中子星的物質形態,理論上中子星的質量上限大約只有3倍太陽質量。

如果我們可觀測的所有物質塌縮成一個黑洞,黑洞質量高達10^53kg,對應的史瓦西半徑高達156億光年,在此區域內沒有任何物質能夠逃離。

如果把宇宙所有物質的原子核壓縮到一起,將會有多大? 科技 第3張

當然,以上計算均已可觀測宇宙為基礎,而我們所處的宇宙實際有多大,目前誰也不知道,或許我們可觀測宇宙的範圍,遠遠比我們可觀測宇宙廣袤。

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