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?

2019-04-16文化743

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!

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