如果把银河系缩小到一个电子的大小,那么宇宙有多大呢?

绿树阳光


电子的直径为10^-16m数量级,而银河系的直径粗略估计为10万光年,宇宙的年龄为138亿光年,但是据说宇宙的直径已经膨胀到了930亿光年。


930亿光年的话,也就是10万光年的9.3*10^5倍而已,简而言之,也就是93万倍,其实也不算太大,如果照这样看来的话,宇宙直径的数量级也就是在10^-11m到10^-10m,而这个数量级,实际上跟原子直径的数量级很接近了,原子直径的数量级大概是10^-10m,这么看来,如果银河系是一个电子大小的话,那么宇宙就相当于一个原子大小了。

这听起来是不是有点奇怪呢?为什么我们的宇宙竟然会跟原子核有着一些类似呢?很久以前,我就听说过,我们的宇宙会不会是一个巨大的原子核呢?这个问题着实有点有趣,像题目中所说的这样,如果我们的银河系可以看做是宇宙这个巨大原子核的电子的话,那么宇宙中那么多的星系,就共同组成了围绕宇宙运转的那么多电子。不过转念一想,这种模型跟原子核标准模型还是有很大不同的,如果星系是电子的话,那么原子核是什么呢?这是个值得考虑的问题。


我们的宇宙诞生于一场大爆炸之中,大爆炸至今已经过去了138亿年了,然而我们的宇宙还在不停地膨胀之中,而且是膨胀的速度越来越快,以至于宇宙膨胀的速度已经超越了光速据科学家的计算,我们的宇宙,现在直径已经超过了930亿光年。而宇宙中的星系,其数量也是无穷无尽的,对于每一个星系而言,其内部所具有的星球数量,也是难以尽数,就拿银河系来说,它包含了1000亿颗到1500亿颗甚至是更多的恒星。

宇宙无穷无尽,至今人们也不知道宇宙到底有没有边界,如果有的话,宇宙的外面到底是什么?在茫茫的宇宙中,银河系已经足够不显眼了,更不要提在银河系的一个普普通通的恒星系统中的一个蓝色星球上所生活的渺小的我们,我们对于宇宙的了解,不及亿万分之一,希望有一天,我们可以走遍全宇宙。


镜像科普


宇宙的大小是我们尚未掌握的,因为宇宙空间一直在加速膨胀之中,现在的可观测宇宙直径是930亿光年,未来这个数字还会继续增加


人类目前所看到的宇宙就是以地球为中心,半径465亿光年的一个球形区域,在此区域内天文学家已经发现了1200多亿个星系,我们的银河系只是其中普普通通的一个棒旋星系,没有什么特殊之处。

具体到数据上来看,我们的银河系直径20万光年,中心厚度1.6万光年,拥有恒星上千亿颗,我们的太阳同样是普通的一颗黄矮星,没有什么特殊之处。


相比动辄上亿光年的宇宙,物质的基本构成却非常渺小,电子的体积比原子还要小,以电子云的形态围绕着原子核,从数据上来看电子的直径是10^-15m,也就是0.0000000000000001米,而整个原子的直径是10^-10m,比电子大10万倍。

我们的银河系直径20万光年,可观测宇宙直径比它大46.5万倍,因此将银河系缩小成电子的话,整个可观测宇宙的大小相当于不到5个原子,肉眼根本不可见。


物质的最小结构和最大结构一直是人类科学的重心,越探索越感觉宇宙的奇妙与震撼,微小的原子内部99.99999%都是空的,原子核大小只有原子的千亿分之一,但它却占有原子质量的99.96%,核反应的强大能量正是来源于此。

宇宙中最不可理解之事,乃宇宙是可以理解的


宇宙探索未解之迷


答:银河系和可观测宇宙的大小,我们都用“光年”来表示,两者相差并不是特别大,银河系直径16万光年,可观测宇宙直径920亿光年,相差58万倍。


目前的天文学,无法得知宇宙的真实大小,根据宇宙暴涨模型计算,我们的可观测宇宙直径为920亿光年。

或许真实宇宙是可观测宇宙的10^25倍还要多,但是可观测宇宙之外发出的光,从宇宙诞生到现在(138亿年),还没有足够的时间到达地球。

在量子力学中,电子是点粒子,一般以电子云的形式在原子核周围运动;只有在经典力学中,我们才把电子看成球状粒子,它的经典直径为10^-15米。

于是题目的假设,把银河系缩小到电子大小,那么我们可观测宇宙直径将缩小为5.8*10^-10米,大约是6个氢原子直径的大小,当然这只是可观测宇宙的范围。即便如此,在我们可观测宇宙中,也有超过一万亿个星系。


银河系和可观测宇宙之间的比较,还是容易接受的,但是银河系相对于我们地球的尺度,那就相差太大了,比如:

(1)银河系直径16万光年;

(2)地球直径1.27万公里;

(3)1光年=9.46*10^12公里;

这时候把地球缩小到电子大小的话,银河系直径将缩小成0.12米,可观测宇宙将缩小到69公里;这个对比,就让我们更直观地看到地球、银河系和可观测宇宙间的大小关系。


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艾伯史密斯


银河系缩小到一个电子大小!来看宇宙的大小!?说实话是,一个电子也是1毫米后面二十几个零的长度单位,太小了!我可不知道这个大小概念!

但是将1光年缩小到1米,来看宇宙大小,这个大小我还是有这个概念的!

己知光1秒能跑30万公里,1小时计算一下,光己跑了10.8亿公里,一般叫1个“光时”。光1天24小时它就能跑259.2亿公里,1年365天则跑了约9.4607万亿公里,1光年时就是光跑1年的距离。1光年是个长度单位!1米也是长度单位。 我们建立一个大的比例尺,将1光年距离缩小到1米的距离看看,也就是1:94607304725808000米。

先将1米除以365天得出1光天是2.7397毫米,再除以24小时得出1光时仅仅0.1141毫米!那好,从太阳到木星的距离,光需要走1小时左右。第八大行星最远的—海王星,运行轨道随圆形,平均距离约45亿公里,光需要走3.94小时,乘以0.1141得到0.45毫米。再到柯依傅带的冥王星的距离!阳光平均要走5小时30分钟左右,这个距离算算也只有0.637毫米左右。这是半径!直经才1.27毫米多!若算到第八大行星,直径才0.9毫米…!也就是说太阳也小得连尘埃都不配,还要用显微镜才能找到!

奥尔特云距离太阳中心约2光年,并不是云状,而是球状。它多是太阳形成之初的一些原始残留星云物质组成。太阳形成后至今,太阳用引力抓住的一些由许多宇宙流浪尘埃石块等物质。第二是太阳用引力抓来许多来自附近南门座的比邻星的奥尔特云的尘埃与石块、慧星,又时又让比邻星抓跑不少自身的尘埃与石块、慧星,仿佛是双方的引力交战!因此奥尔特云才是太阳系的真正边界,广义上的太阳系!这样太阳系的直径约4米,1.27毫米比4000毫米,相当于1粒黄豆跟一栋五层的大楼房比!人类最快宇宙飞行器-旅行者1号正快速离开太阳系,目前到2019年8月为止,飞行距离219亿公里,相当于光跑20多小时的距离,或者太阳系半径的1/%距离,也就是约20毫米!

在1光年换1米之中,比邻星距离太阳约4.2米的位置!南门A和B是两个恒星加上比邻星共同合组成一个三合星系统,距离约4.4米!巴纳德恒星距离太阳也很近约5.9米,天狼星由2颗恒星组成一个双合星系统,也是二颗离太阳很近的恒星,约8.6米!天苑四(西方人称波江座∈星)恒星是由一颗单恒星系统,距离10.8米,肉眼可见!北河二与北河三正在玩”二人转”,速度越来越快…,最终会碰憧到一起,它还是少见的六合星系统,距离太阳50米!

在夜空中人类肉眼虽然也见距离达1.6万光年的恒星,但夜中,多得如海沙的满天星斗之中!人眼所见97%恒星行星仅仅只是分部在1千光年内!对比银河系8万光年半径而言,这只是八十分之一的长度!银河系相当于一个大脸盆,里面装满了许多颗黄豆,人肉眼所见夜空中的星星,只是一个黄豆大小之内的无数颗恒星!例如,目前己知的体积最大恒星盾牌座UY与大犬座ⅤY,距离我们分别是5100光年和3800光年,其中盾牌座UY恒星的亮度是我们太阳的286万倍,但这2颗恒星发出的光,咱人肉眼均不可看见。目前宇宙中发展体积第三大的是参宿四,因距离仅仅640光年左右距离,时亮时暗其平均亮度在-5.8左右,还是相当明亮的!

银河系的最厚部分的高度约1.25万光年!中间大,两边较薄,侧面看像个“枣核”,其直径16万光年(160000光年)!换算一下,也就是160公里的大小!咱们太阳系算到冥王星直径才1.27毫米左右,跟它一比咱小得实在微不足道!离银河系最近的是大小麦哲伦2个星系,仅仅距离约16~21万光年,也是银河系的二个卫星系!这也是很远的!仙女星系直径22万光年,银河系距离仙女星系约254万光年,在这比例尺中也有2540公里之遥远!

本星系群由银河系、仙女星系、三角座星系、大小麦哲伦星系、六分仪星系……等约50个大小不等的星系共同组成的星系群,都是离银河系最近的星系!直径约350万光年!比例尺上就是3500公里!拉尼亚凯亚超星系群(也叫拉尼亚凯亚超星系团,是2014.9命名的),它包含咱们的本星系群、室女座星系群、本超星系群!它的直径是5亿光年!换算过来就是5亿米约50万公里!比地球到月球还要远!

编号IC1101星系是己知宇宙中最大的河系级星系!直径600万光年!真是恐怖啊!要知道咱银河系才16万光年!它还不在咱拉尼亚凯亚超星系群中属于阿贝尔超星系群,也是另外一个超大星系群!距离咱银河系大约11.5亿光年,换算一下就是115万公里!这个在比例尺上也须要3.285个从地球到月球的距离!己知可观测宇宙约930亿光年,大概是指宇宙半径,用1光年=1米的比例,这个宇宙半径长度居然有145个地球到月球这样长!








范哲斯5月号


这种题目实际上就是一个简单的数学题,只要把已知的银河系大小与宇宙大小比例相应缩小简单类比就能得到。

时空通讯已经答了不少类似的题目,比如地球如果是一个电子,宇宙有多大;如果太阳如一颗黄豆般大,那太阳系有多大等等,无非是丈量一下我们的宇宙而已。

简单比例类比,宇宙可视直径为930亿光年,而银河系直径只有10万光年。现在有新发现,人类原来对银河系的观测有误,实际银河系可能要扩大一倍。那么银河系直径就是20万光年。


按这个比例计算,宇宙直径是银河系的465000倍。

电子是基本粒子,是一个很小的单位,其直径在10^-15m(米),也就是说0.0000000000000001米,乘以465000倍就是0.0000000000465米,用指数表示就是4.65*10^-10米,约0.465nm(纳米)大。

银河系变成了电子,就属于fm(飞米)级,1fm,就是10^-15m(米)。1米(m)=1000000000纳米(nm),1纳米(nm)=1000000飞米(fm)。

1个标准原子直径约10^-10m,比电子大了5个数量级,大10万倍,而可观测宇宙直径比银河系大46.5万倍,也就相当于不到5个原子大小。


宇宙中的物质,一般到了极大宏观和极小微观都比较难以想象,人类普遍只能对中观事物(就是眼睛能够看到的事物)有比较直观的了解。

上述大小比较到了极小的微观世界,各位能够有一个直观的了解吗?

而且宇宙与银河系很难类比,相对对宇宙来说,银河系又成了一个微观事物或者说中观事物,是能够看得穿的事物。而宇宙是看不穿的,我们说的只是可观测宇宙,还有不可观测到底有多大呢?

银河系是一个扁平铁饼状漩涡星系,而宇宙是什么形状呢?是圆的还是椭圆形还是不规则形状?还有理论认为宇宙是平坦的、弯曲的等等,这些都无法量化,因此按照体积来计算,就更无法衡量银核系与宇宙的比例了。

现在人类已经观测到的宇宙星系达1200亿个,这只占宇宙中一块小小的天区。

据科学界估计,宇宙星系总量不少于数万亿个甚至10万亿个。在宇宙中,银河系只相当我们在地球尺度可观测的一粒灰尘罢了。而我们太阳又是银河系里数千亿颗恒星中的一颗,地球质量只有太阳质量的0.0003%。所以我们不要高估自己,都是宇宙中的一粒微尘。

因此宇宙目前还是人类无法企及的一个空间。

时空通讯观点,欢迎点评讨论。


时空通讯


我们的可见宇宙至少有930亿光年的直径,银河系有10万光年的直径,一颗电子的直径尺寸在10^-15m。如果把银河系缩小到电子大小,则缩小了9.46*10^35倍。那么此时可见宇宙的大小是:9.3*10^-10m,大概是0.93nm。原子的大小大概是0.1nm左右,所以真的把银河系缩小为一个电子大小的话,可见宇宙的大小就是9-10个原子大小。



有些碳纳米管直径只有1nm,所以可见宇宙的大小就是那么大点。不过可见宇宙外还有空间,假如整个宇宙是可见宇宙的1000倍,即93万亿光年,则整个宇宙缩小后只有约0.1毫米,就是头发丝大小而已。想想我们人类在银河系中都是小不点,在宇宙尺度下基本就是小的可以认为不存在了。



这让我想起了旅行者一号在飞往太阳系外航行中对着地球拍摄的著名照片:“暗淡蓝点”,在照片中地球就是一个只有一像素的点,而我们人类则什么都不是!


科学探秘频道


宇宙具有人为的唯一规定性,其大无外。如果说宇宙之外还有宇宙违背人类当初对宇宙概念的定义,是自相矛盾。人类决不可以违反逻辑而出尓反尔。无穷大是它的基本定义和内涵。另外人类的局限性不可能看清宇宙的全貌。人的视线永远是有限的。人的活动空间是宇宙大海中的一滴水(比喻无限小,其实无法量化)。即然宇宙是无穷无尽的,那么我们看到的银河系也只能是无穷小。跟无边无界的宇宙比无法量化。


超然智者


原创思想,我觉得宇宙是膨胀性体系的,就算是将我们这个可视性的宇宙缩小到一个电子的大小,宇宙仍然是浩瀚无边的,仍然是有着又一个可视性的宇宙了,因为宇宙是能量性作用出来的大与小的,是能量性的信息性而作用出来的大与小了,而宇宙是没有大与小的,而大与小是相对性存在出来的,由于宇宙是包含着一切的是只有一个而论的,而就没有相对性的大与小了,而就没有大与小了。但能量性是有大小之限了,因为能量性是固有性的,是既不能凭空而来的亦不能凭空消失的,以及是既不能增多的亦不能减小的,所以说能量性是一种固有性的膨胀性运动性的体系了,就算能量性是缩小了许许多多的,由于能量性是固有性的不能减小的缘故,而对于宇宙而言,亦是同样的有这么大了,但对于相对性的其它的银河系而言,当然是有着大与小之分别了。但不知是不是这样的认为,而下面就交给砖家们继续的讨论吧!


踏浪而来37326050


如果把银河系缩小到一个电子的大小,那么宇宙有9个原子大!

首先我们来看,根据现有的科学观测数据,宇宙的直径大约为930亿光年,而银河系的直径约为10万光年。因此宇宙直径是银河系直径的930亿/10万=93万倍。因此,如果银河系缩小到一个电子大小,即直径变为10^(-15)米。那么,宇宙的直径就要变为:

93万*10^(-15)米=9.3*10^(-10)米。而一个原子直径大小恰好是10^(-10)米,所以如果说银河系缩小到一个电子的大小,那么宇宙就会缩小到9个原子大小。

即如上图所示,如果银河系变成如图中所示的一个小黑点,那么宇宙就是9个由红色的原子核(蓝色的质子、绿色的中子)和核外的黑色的电子构成的原子。可见银河系与宇宙相比,也是非常渺小的。同时也说明,存在与人类生产生活关系非常密切的两个宇宙,大宇宙就是宏观天体:宇宙——银河系——太阳系——地球。小宇宙就是微观原子:原子——核外电子

——中子、质子。


地震博士


银河系的直径大约10万光年,最近有传最新研究认为有20万光年,不过貌似还没完全确定,反正百科还没改。🙄我就按10万光年算吧,反正都是一个数量级的。

电子直径比较麻烦,按照量子场论基本粒子是没有体积的,也就没有直径了,但电理论归理论,我们现在一般以通过汤姆逊散射截面计算得到的汤姆逊散射长度作为电子直径,目前认为不超过10^-15m这个数量级,这是华裔实验物理学家丁肇中测到的,我们也就按这个数算吧。

为了简化计算,我们直接算宇宙比银河系大多少倍再乘以电子直径就可以得到题目想要等数值了。然而宇宙的实际大小我们并不知道,我们目前只知道可观测宇宙的理论半径大约465亿光年,理论直径约等于930亿光年,即9.3×10^10光年,除以银河系直径10^5光年,得到结果是9.3×10^5(倍)。

那么我们要的结果就是用这个倍数乘以电子直径:(9.3×10^5)×(10^-15)=9.3x10^-10m

这就是银河系缩小到电子大小以后可观测宇宙的大小。。。。如果对这个数字没概念,我们可以来换算一下。



纳米这个单位我们比较熟悉,也就是差不多1纳米大小吧。是不是跟你想象的不一样?


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