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109-9.13-6.25 什么是最大的数?

今天中午午休时,儿子问我:“爸,什么是最大的数?是万吗?”

我告诉他不是,万之上还有亿;“那亿是最大的数吗?”

“不是,亿之上还有兆!”

“兆有多大?”

“大概是1亿亿吧!”我想当然的回答,心里想着1亿是1万万,也许1兆就是1亿亿吧。但心里又不笃定,告诉他我中午起来再告诉他。

中午起来急着送他上学,我也根本没有去查询,所以这个问题我现在还没有答案,准备查一查!

我想起我小时候,也升起过相应的疑惑,到底最多是多多?最大是多大?最远是多远?最久是多久?

小时候耽于幻想,看到武力值,财富值都可以用数字来表示,于是在白日梦中,就想象着自己的武力值或者财富值,因为上天赐福,迅速爆棚,要多大呢?这时候就要用到数字了,就要问最大的计数单位到底是多大?

现在如果真被这样询问,我会回答最大是无穷大。

但什么是无穷大?

我真的理解吗?

应该说我并不是特别理解。无穷有些性质很违反常识。譬如无穷多个数相加并不等于无穷大,可能结果并不大。所以芝诺悖论其实是虚假的。

一个平面上的点与一条直线上的点谁更多?

都是无穷多,能够再比较大小吗?

我也不甚明白。

不过还是首先解答我儿子的疑惑吧,我搜索百度,得到如下结果:

更简明的表达方式是用10的指数来表示,下面是对应关系:

那宇宙中实际存在的物理量到底多大呢?

譬如宇宙中的原子数目?

宇宙中可探测的最远距离?

可观测宇宙中原子数目是10的80次方,相当于1亿个大数。 11080

计算的大体思路

第一步 计算宇宙密度和可观测宇宙大小

第二步 计算可观测宇宙中普通物质总质量

第三步 利用元素丰度计算原子数目

---引自《可观测宇宙中原子的数目》

https://zhuanlan.zhihu.com/p/53865508

除了在实验室内,我们是不可能将物质分割成原子的,因为它太小了,通常半径在10^-10米的尺度内。

确实很神奇!如此小的粒子,最终组成了我们这个巨大的宇宙。科学家研究表明:可观测宇宙的直径达到了930亿光年,而1光年相当于大约9.46万亿千米。二者之间尺度的差距,令人瞠目。

..........

根据欧洲航天局此前的研究,可观测宇宙中有1000-10000亿个星系(甚至还有人推测宇宙中有20000亿个星系),每一个星系中又有1000-10000亿颗恒星(银河系恒星数量在1000-4000亿之间,是比较大的星系)。那么,整个宇宙中大约有100万亿亿到1亿亿亿颗恒星。我们在数量级方面折中,假设宇宙中有1000万亿颗恒星。

那么,宇宙中恒星的质量是多少呢?

根据此前发表于《科学》杂志上的一份研究报告,研究人员认为,宇宙中恒星的平均质量为10^32公斤,也就是1000亿亿亿吨(我们的太阳质量约等于2000亿亿亿吨)。

这样算下来,宇宙中物质的总质量大约就是10^55千克。

有了这个数据,我们只要知道氢原子的质量,就可以推测出宇宙中原子的数量了。

根据美国国家粒子物理实验室费米实验室的一项数据,平均每克物质中,大约有10^24个质子。对于氢原子来说,它只有一个质子和一个电子,而且电子的质量远远小于质子的质量。因此这里我们忽略电子的质量,那么就可以认为每克物质相当于拥有10^24个氢原子。

答案出来了:在直径930亿光年的可观测宇宙中,大约有10^82个原子。如果说得直白一点,大概就是这个数——

数字太大,一排都写不下……

需要说明的是,原子构成的物质,并不是宇宙的全部。要知道,根据目前的研究,可见物质的总质能仅仅占了宇宙的4.9%,其余的26.8%和68.3%则被暗物质和暗能量所占据,它们并不是由原子构成的。也就是说,即使是如此多的原子,也仅仅占了可观测宇宙中很小的一部分。

这还不算上不可观测宇宙,它要比我们的可观测宇宙要大得多。至于那里有多少原子,恐怕我们永远也无法得知了。

----引自《可观测宇宙直径930亿光年,拥有大约有10^82个原子,怎么计算的?

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1704953086522474496&wfr=spider&for=pc

我想这些科学发现,当我儿子能理解的时候,估计觉得与神话也没有太大差异吧!或者说,人类最大胆的想象也不及科学揭示的事实之万一!

最后,放一下宇宙的图示:

直径930亿光年?宇宙究竟有多大?

整个宇宙到底有多大 
把太阳系想象成一栋别墅,地球就是这栋别墅里的一颗玻璃珠。
4000 亿栋“别墅”合在一起,构成了一个“中心城区”。这个“中心城区”银河系。
银河系和另外一个“中心城区”(即仙女座星系),再加上周边的 50 个小型星系,就构成了一座“城市”。这座“城市”叫本星系群。
本星系群只是一座“小城”。在离它 5000 万光年远的地方还有一座拥有 2000 个星系的“大城市”,叫室女座星系团。以这个室女座星系团为“省会”,再加上方圆 亿光年内的 100 多个“城市”,就构成了一个“省”。这个“省”叫室女座超星系团。
室女座超星系团只是 个“省”之一。这 个“省”像群山一样,环绕着一个位于中心谷地处的“首都”。在直径 亿光年的空间范围内,构成了一个地形如同巨大山谷的“国家”。这个“国家”叫拉尼亚凯亚超星系团。
拉尼亚凯亚超星系团并不是一个“大国”。它连同周边的 个“国家”,构成了一个“国家联盟”,叫双鱼 - 鲸鱼座超星系团复合体。
此“国家联盟”的盟主是双鱼 - 鲸鱼超星系团,其疆域至少能达到 10 亿光年。横跨 10 亿光年的双鱼 - 鲸鱼座超星系团复合体,依然不是宇宙中最大的结构。在它之上还有所谓的星系长城,相当于“大洲”。比较有名的“大洲”包括横跨 14 亿光年的史隆长城,横跨 40 亿光年的巨型超大类星体群,以及横跨 100 亿光年的武仙 - 北冕座长城,是人类目前所发现的最大结构。
诸多“大洲”构成了一个直径 930 亿光年的“星球”。这个“星球”就是我们的可观测宇宙。(可观测宇宙,是指以地球为中心、用望远镜能够看到的最大宇宙范围。只是整个宇宙的一小部分。
----引自《直径930亿光年?宇宙究竟有多大?

人类既渺小又伟大。
人类的渺小在于其存在的时间与体积,相较于宇宙无比渺小;
人类的伟大在于如此渺小的存在,竟能认识,想象与研究如此伟大的宇宙!
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