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    ９　宇宙中到底有多少粒子？

    　　实际上，这个问题不可能有肯定的答案，这首先是因为
    没有人能确切地知道宇宙有多大。但是，我们可以作一些假
    设。
    　　有人曾作过一个估计，认为在我们这个宇宙中大约有
    １００，０００，０００，０００（亦即１０11）个星系。
    这些星系，平均来说，每一个的质量都比太阳的质量大１０
    ０，０００，０００，０００（亦即１０11）倍。
    　　这就等于说，宇宙间物质总量等于太阳质量的１０11×
    １０11（亦即１０22）倍。换句话说，宇宙间的全部物质足
    够形成１０，０００，０００，０００，０００，０００，
    ０００，０００（亦即１０22）个太阳。
    　　太阳的质量是２×１０33克。这就等于说，宇宙间的
    全部物质的质量是１０22×２×１０33（或者说２×１０55）
    克。这个数字可以写为２０，０００，０００，０００，０
    ００，０００，０００，０００，０００，０００，０００，
    ０００，０００，０００，０００，０００，０００，００
    ０，０００克。
    　　现在让我们再从另一个方面来看一看。宇宙的质量几乎
    完全集中在它所含有的核子中（核子是组成原子核的主要粒
    子）。核子是很小很小的东西，需要有６×１０23个核子才
    能构成一克物质。
    　　既然需要有６×１０23个核子才能构成一克物质，既然
    宇宙中含有２×１０55克物质，那么宇宙间总共就应该有６
    ×１０23×２×１０55（或者说１２×１０78个核子。为方
    便起见，可以把这个数字写为１．２×１０79。
    　　天文学家认为，宇宙间有９０％的原子是氢，９％的原
    子是氦，其余１％则是各种更为复杂的元素。就是说，在含
    有１００个原子的一个典型样本中应当含有９０个氢原子，
    ９个氦原子和１个别的原子（比方说一个氧原子）。我们知
    道，每个氢原子的原子核有一个核子，即质子。每个氦原子
    核含有４个核子，即２个质子和２个中子。每个氧原子核含
    有１６个核子，即８个质子和８个中子。
    　　因此，这１００个原子总共应当含有１４２个核子，亦
    即１１６个质子和２６个中子。
    　　这两类核子有一个区别。中子不带电荷，因此不必去考
    虑同它相伴随的粒子（电子）。质子带正电荷，因此，既然
    整个宇宙被认为是电中性的，所以只要有一个质子存在，就
    应该有一个电子（带有一个负电荷）和它同时存在。
    　　这样，每有１４２个核子，就应该有１１６个电子（以
    便和１１６个质子相平衡）。为了保持这一比例，宇宙间的
    １．２×１０79个核子就应该伴随有１×１０79个电子。把
    这些核子和电子加在一起，我们就得出宇宙间全部物质所含
    粒子总数应为２．２×１０79。我们可以把这个数字写为
    ２２，０００，０００，０００，０００，０００，０００，
    ０００，０００，０００，０００，０００，０００，０００，
    ０００，０００，０００，０００，０００，０００，０００，
    ０００，０００，０００，０００，０００，０００。
    　　如果宇宙是由一半物质和一半反物质组成，那么，这些
    粒子中就应当有一半是反核子和正电子。但是，这并不影响
    总数。
    　　宇宙间大量存在的另一些粒子是光子、中微子，也许有
    引力子，但它们都是没有质量的粒子，所以没有把它们计算
    在内。因此，总的说来，我们这个宇宙共有２２×１０78个
    粒子。它们构成了一个相当大的宇宙。

    阿西莫夫《你知道吗？--现代科学中的一百个问题》
    科学普及出版社   1984年

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