綜述

宇宙有多大？這個問題無人不想知道，可同時(shí)卻也沒人能夠回答。

目前，人類所能觀測到的宇宙只是宇宙的一部分，也就是可觀測宇宙。可觀測宇宙的大小雖被科學(xué)家們探索出來了，但是由于受到宇宙年齡、光速以及宇宙膨脹等等因素的限制，整個宇宙的大小目前還是個無解之謎。

所以，我們今天要探討的也不是宇宙的大小，而是要探討當(dāng)可觀測宇宙在銀河系縮小至一個電子大小時(shí)，它又能有多大。

銀河系有多大

我們?nèi)祟惖哪感堑厍蛩幍男窍稻褪倾y河系，銀河系大概已經(jīng)有100億歲的高齡了，也就是說，在宇宙大爆炸發(fā)生后的38億年后，銀河系便誕生了。

銀河系中除了有地球這樣的行星外，還有數(shù)量龐大的恒星，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，銀河系的恒星數(shù)量大約在1000億到4000億之間。

那么，能容納如此多的星球，銀河系到底有多大？

據(jù)科學(xué)數(shù)據(jù)可知，從體積上來看，銀河系直徑大約為10萬光年，而1光年的長度是9.46萬億公里，那么銀河系的直徑便超過了946萬億公里。

這個數(shù)據(jù)已經(jīng)遠(yuǎn)超常人認(rèn)知了，為了能直觀感受到銀河系的大小，我們可以舉一個例子。

在銀河系中，太陽系離銀河中心的距離不算遠(yuǎn)，大約在25000至28000光年。

如果我們駕駛一輛飛車，時(shí)速為120Km/h，從太陽系中的地球出發(fā)，那么，我們要經(jīng)過約2.6萬光年才能抵達(dá)銀河系中心。

按照人均100年壽命來算，也就是說，從出發(fā)開始，我們的第234億代子孫才能到達(dá)銀河系中心。

可觀測宇宙有多大

可觀測宇宙，也就是哈勃體積，是一個為觀測者為中心的球體空間。

我們所說的可觀測宇宙，就是以地球?yàn)橹行牡囊粋€球體空間，而如果我們站在火星上進(jìn)行觀察，那么這個可觀測宇宙就是以火星上的觀察者為中心。

截至目前，據(jù)科學(xué)家估計(jì)，可觀測宇宙的半徑為465億光年，直徑為930億光年。

而銀河系只有小小的10萬光年。

需要知道的是，從宇宙誕生到目前為止，或者一直到未來，宇宙的膨脹從沒有也不會停止，并且，宇宙的膨脹速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了光速。

在上世紀(jì)20年代，科學(xué)家們就已經(jīng)通過對星系距離的測量和紅移現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)了宇宙正在膨脹。

到了90年代后，科學(xué)家們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，我們的宇宙不僅在膨脹，而且是以超光速的速度在膨脹。

顯然，人類如今探測到的有著930億光年直徑的這一部分宇宙，其實(shí)也是于宇宙空間的超光速膨脹所引起的。而這種宇宙空間的膨脹不僅會導(dǎo)致空間中天體距離的不斷增加，更會帶來宇宙體積的不斷擴(kuò)大。

也就是說，宇宙一直在增大，而人類目前所能觀測到的不過只是以地球?yàn)橹行牡?、直徑?30億光年的一個小球形，這在宇宙面前何其渺小。

因此，人類在探索宇宙這方面仍然還有很長的路要走。

當(dāng)銀河系縮小至電子

現(xiàn)在，我們已經(jīng)知道了銀河系與可觀測宇宙的大小。為了更通俗地理解兩者的差距，我們不妨做個假設(shè)：當(dāng)銀河系縮小成一個電子的大小時(shí)，若按相同比例縮小，可觀測宇宙會有多大？

電子是構(gòu)成原子的一種基本粒子，而地球上的萬物就是由原子構(gòu)成的。

原子可以分為原子核和核外電子，其中，原子核由中字和質(zhì)子組成，且原子核占了原子質(zhì)量的99%以上。

根據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)測定，電子的靜止質(zhì)量是是9.1 x 10^(-31)千克，僅為質(zhì)子質(zhì)量的1/1842，足以看出電子是非常微小的，。

而電子不僅在質(zhì)量上非常小，在體積上也不遑多讓。

不過，像電子這種基本粒子的大小無法通過常規(guī)方法來測量，因此，科學(xué)家們最初為了測量其大小，采用的是比較迂回的手段。

他們先將一大堆電子發(fā)射向目標(biāo)電子，然后再通過觀察這些被發(fā)射電子的散射情況來測算目標(biāo)電子所占據(jù)空間的大小。

據(jù)此，科學(xué)家們得出了一個結(jié)論：電子的直徑不大于10^(-15)m 。

需要注意的是，這里是“不大于”而不是“等于”，也就是說，電子的直徑可能比這個值更小，這里我們不妨就取電子直徑的最大值，也就是10^（-15）米。

知道了電子的體積，那么根據(jù)計(jì)算可以得出，當(dāng)銀河系縮小成一個電子般的大小時(shí)，就相當(dāng)于把銀河系縮小了大概9.46 x 10^35倍。

已知可觀測宇宙的直徑為930億光年，那么將其按照相同比例縮小9.46 x 10^35倍之后，它的直徑就大約為9.3 x 10^(-10）米，大概就是0.93納米。

原子的直徑是10^(-10)m，也就是一個原子大概有0.1納米大，也就是說，當(dāng)把銀河系縮小為電子大小的時(shí)候，宇宙大概就是9-10個原子左右的大小。

說到納米，大家可能都有聽聞納米技術(shù)，但對于納米的大小可能沒有清晰的概念。

簡單來說，以最小的原子氫原子為例，當(dāng)4個氫原子排成一列時(shí)，這個隊(duì)列的長度就為1納米。

因此，當(dāng)銀河系縮小至電子般大小時(shí)，可觀測宇宙的直徑還沒有1納米，不足4個氫原子直徑的大小。

結(jié)語

人們總喜歡仰望星空，感嘆宇宙的浩瀚巨大，但相比于動輒上億光年的宇宙，我們身邊的萬事萬物何嘗不是自有一片廣闊的的宇宙？就像最基本的原子，其中也蘊(yùn)含著一個由諸多的微小粒子構(gòu)成的宇宙。

因此，我們無需因?yàn)橛钪婧棋陀X得自己渺小如塵埃，其實(shí)，在一些物質(zhì)眼中，我們?nèi)祟愖约河趾螄L不是一個巨大無比的宇宙呢？