地球上的沙子和宇宙中的恒星,谁才是最多的?

诗海文踪


理论上地球上的沙子是有限,但宇宙究竟有多大至今没有定论,所谓天外有天,因此一般而言宇宙是无限大的,宇宙的星星数量也是无限多的。


海边老翁


答案是恒星更多。我们来计算一下就知道了:


关于地球上沙粒总数的估计

地球土地总面积= 148,940,000 平方公里

148,940,000 X(1000/1)^ 2 = 1.4894x10 ^ 14平方米

取沙层覆盖平均深度为6米:

1.4894 x 10 ^ 14 x(6)= 8.9364x10 ^ 14

取砂粒的体积= 1mm3 x (1米/ 1000毫米)^ 3 = 10 ^ -9立方米

地球陆地表面6米深以内的全部沙粒总数为

8.9364x14 / 10 ^ -9 = 8.9364X10 ^ 23 颗


上面是以所有陆地面积来计算的,而且平均按6米深来计算沙层覆盖深度。这可能高估某些覆盖着裸露岩石的地区沙粒的总数的情况。我们也不能把卵石、小石子等大颗粒算成沙粒对吧。

在网上搜了下,网上有关地球上所有沙滩沙漠的沙粒的数量估计为:7.5 x 10^18粒沙子。但具体怎么算出来的不大清楚。

上图:不同粒度的颗粒的称谓不同,比较粗的那种才叫沙。最细的就叫黏土了。粒度的标准选取不同,那么计算差异也很大。


但这些估算偏差范围太大了,计算方法,取值的偏差都会带来巨大的差异。

但我们可以做一个上限的估计,即如果地球全部都是沙子最多可能有多少颗沙子,这样有助于我们了解这个问题的极限情况。我们从估算一颗沙子的质量开始,用地球的全部质量除以沙子的质量,即可得到把地球完全变成沙子会得到的沙粒的总数。



一粒沙子的质量

沙是一种由各种类型岩石分解产生的沉积物。一旦与原始烃源岩分开,就会被风、水甚至冰侵蚀和运输。沙子经常作为沙丘落在湖泊或河流的沉积物上,或者最终到达海洋的深处,在那里它可能会硬化成沉积岩。砂的大小,颜色和成分各不相同。
  • 根据《世界图书百科全书》“科学家们将沙子定义为直径为1/400英寸(0.06毫米)到1/12英寸(2.1毫米)的颗粒。”,计算出来沙子的质量大约为:0.67-23毫克。

上图:不同粒度沙子的尺寸


计算方法如下:

由于砂的粒度可以变化,因此单个砂粒的质量可以根据其尺寸和组成而变化。使用直径范围,通过使用球体积的公式获得砂粒的体积= 4 /3π·半径^3。

因为我们知道石英的密度,使用密度公式:

密度=质量/体积

我们可以获得两种直径范围内的单粒沙子的质量。

直径=0.060毫米,体积=2.51×10^-10立方米,质量=6.66×10^-4 克= 0.67毫克

直径=2.10毫米,体积=8.80×10 -9 立方米,质量=23.3×10^-2 克→23毫克

上图:砂石尺寸划分表


我们就取较小的0.67毫克这个值吧,也就是说沙粒非常细。


地球如果完全由沙子构成,总共有多少颗沙子?

  • 地球质量为5.97237×10^24千克(乘以24个零)=5.97237×10^27克

  • 一颗沙子0.67毫克,就是0.67×10^-3克

所以地球的质量,包括海洋所有生物内部的气体在内完全变成沙子大约是8.9139850746268656716417910447761×10^30颗沙子。


但显然,地球上的沙子远没有这么多。这里估算出来的是绝对最大极值

上图:地球上主要的沙漠。



宇宙中有多少颗恒星呢?

2016年10月,“科学”杂志上的一篇文章(基于哈勃太空望远镜的深场图像)表明,在可观测的宇宙中有大约2万亿个星系(2x10^12),或者比先前提出的星系大约多10倍。英国诺丁汉大学天体物理学教授克里斯托弗·康塞利斯(Christopher Conselice)认为,星系中平均有大约1亿颗恒星。


据估计,银河系的恒星质量为1000亿个“太阳质量”,或者是太阳质量的1000亿倍(1x10^11),因为太阳质量比较接近我们银河系内的恒星的平均质量,按此计算,那么银河系中平均大约就有1000亿颗恒星。然而,这取决于恒星的尺寸,其实有大量的恒星都比太阳小。而根据其他一些资料估计表明,银河系可能拥有2000亿颗星或更多的恒星(1x10^11)。

有学者粗略的估计宇宙中有10万亿个星系,乘以银河系估计的1000亿颗恒星,粗略计算宇宙中大概有:1,000,000,000,000,000,000,000,000颗恒星,1后面24个零的。而其他学者则认为这个数字可能是一个严重的低估,因为更详细的宇宙观测将显示更多的星系。宇宙的星系数量远不止10万亿个,而每个星系的恒星数量也远不止1000亿颗。

上图:该图片概述了于2018年4月25日发布的第二次盖亚数据发布的内容。包含近17亿颗恒星的信息。包括很多恒星在天空中的位置和亮度,它们的颜色,表面温度和速度的数据。仅仅是人类的太空观测站短短几年就可以搜集17亿颗恒星的数据。宇宙真的是太浩瀚了。

盖亚号是欧洲航天局(ESA)的一个空间观测站,于2013年发射,预计将运行至2022年。 该航天器专为天体测量而设计:以前所未有的精度测量恒星的位置,距离和运动等。



结论

从前面用全陆地面积估算和网上搜索到的计算结果来看,地球上的沙粒是远远没有宇宙中恒星数量多的。而且就算地球的所有质量都变成极细的沙粒,最多也只不过比我们在这里估算的宇宙中的总恒星数多出6个数量级(6个0)。而实际上我们在这里估算的也仅仅是可见宇宙的恒星数量,不可见的宇宙部分到底还有多少恒星,天知道呢。所以我们大体可以得出结论,地球上沙粒的数量基本上没有可能比宇宙中恒星的数量多。


小宇堂


这个问题虽然很冷,但可操作性很强,我来试试看。先给结论,我算之前,就可以下结论,宇宙中的恒星比地球上沙子多得多。

地球上沙子有多少粒?

本猫当然不会去真个数一数,不过这个是工程建筑学的问题,真的也没必要去数一数。

地球上,一粒沙子的平均体积大约是0.0368立方毫米。地球陆地面积是1.5亿平方公里。考虑到高山、沙漠、海底等等都有大量沙子存在。按照公推值,取0.36亿平方公里。按照沙层平均10米计算,总体积是36万立方千米。最后可以折算出沙子粒数在10∧24次方这个数量级别。

再来看看宇宙的恒星个数

当我们用肉眼观测天空,大约可以看到6000颗恒星。

用一台5CM的小型天文望远镜,可以看到30万颗恒星。

如果使用40CM级别的天文望远镜,我们不仅可以数恒星,甚至可以数星系了!天气条件好的话,大概可以看到5-10万个星系,每个星系大约包含400-600亿颗恒星。

大气层会滤掉很多可见光,要看清楚恒星,就得用哈勃天文望远镜,它放置到地球轨道的太空中。哈勃望远镜观测到的星系数密度大约是3平方角秒,全天4万平方度,差不多有一万亿个星系!折算一下,也是10的24次方级别!

两者比较一下吧!

按照计算,可以看出,天上的恒星数目和地上沙子数目在同一数量级。

但是地球上沙子总数不会有多大的出入了。而随着人类观测手段的提高,天上恒星的数目,随时仍有暴涨的可能。

结语

天上星星,必定多于沙子!我早说过不用数的啦😄


猫先生内涵科普


地球上的沙子和宇宙中的恒星,这两者的数量都是一个巨大的数字。需要指出的是,地球上的沙子数量虽然很多,但它终归是有限的,而从我们现有的科学认知来看,宇宙似乎是无限的。用一个有限的数字去和一个无限的数字来比较大小,是没有意义的。因此,我们需要修改一个这个问题,即地球上的沙子和可观测宇宙中的恒星,谁的数量最多?

我们先来看一下地球到底有多少粒沙子,由于我们解决问题总是趋向用最简单的方法,现在我们也抛去那些复杂的计算,单从质量的角度来计算。我们知道地球分为地核、地幔、地壳三大部分,而地壳只是地球表面的很薄的一层,沙子也就是存在于地壳之中。根据相关资料,地球的总质量约为5.965 x 10^24kg,地壳约占地球总质量的0.42%,于是我们可以轻易的计算出地壳的质量为2.505 x 10^22kg。

那么在地壳中沙子所占的比例会是多少呢?地壳主要由岩石构成,其中沙子的含量是很少的,为了方便计算,我们姑且将其计为千分之一吧。那么地球上沙子的总质量就约为2.505 x 10^19kg,用这个数字再除以地球上沙粒的平均质量0.00015kg,于是我们得出地球上沙子总数量为1.67 x 10^23粒

好了,现在我们把目光投向广袤的宇宙,可观测宇宙中的恒星数量又应该怎么来统计呢?通过长期的对宇宙空间的观测,天文科学家认为宇宙中的星系数量,从很大范围来看是大致平均的,也就是说我们只需要知道一部分空间的星系数量,就可以计算出可观测宇宙中的星系总量。

在统计可观测宇宙中的星系数量的工作中,哈勃深空视场(Hubble Deep Field)提供了关键的数据,通过对宇宙空间中的一小块区域的持续观测,我们知道了这块区域的比较精确的星系数量,然后科学家们通过相关的计算,得出了可观测宇宙中的星系数量大约为 1270亿个。将这个数字再乘以可观测宇宙中的星系恒星的平均数量1000亿,于是我们得出了,可观测宇宙中的恒星数量约为1.27 x 10^22个

通过对两个数字的对比,我们可以清楚的看到,

地球上的沙子数量比可观测宇宙中的恒星数量要多出很多!不过,这里还是要强调一下,以上计算只是基于可观测宇宙的范围内,而实际上,宇宙之大,是我们难以想象的。


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魅力科学君


浩瀚的宇宙中拥有无数星系,每个星系中又有数不清的恒星。地球上沙漠分布广泛,沙子又及其微小。那么,是宇宙中的恒星多,还是地球上的沙子多呢?要想准确的算出两者的具体值,我想任何人都无能为力,我们姑且用粗略估算的方式算算看吧。

先看一下宇宙中的恒星。由于宇宙是不断膨胀的,目前我们的观测手段还不足以看到宇宙的全貌,况且宇宙膨胀的速度超过光速,从现有理论看,即使观测手段再先进,也无法观测到整个宇宙。这里天文学领域引入了一个概念,就是“可观测宇宙”,它是理论状态下,宇宙光线或其他信号从被观测物体到观测者的范围,目前“可观测宇宙”的半径为465亿光年。




而在可观测宇宙中,至少存在着10万亿个星系,每个星系中的恒星数量依据自身规模大小有很大的差异,多的有几十亿颗,少的(矮星系)仅有上千颗,我们无法一一累加,这里就用银河系作为平均,因为银河系的规模在所有星系中可以看做中等。


银河系的恒星数量大约有2000亿颗,那么可观测宇宙中的恒星总数大约为:

10万亿*2000亿=2*10^24。

再看一下地球上的沙子。地球上的沙子可不仅仅沙漠中才有,土壤、山地、海底、海滩、建筑物等里面都有,要统计还真是费劲,因为沙漠中基本都是由沙子组成,其它地方都是沙子和其它物质的混合物,我们可以用沙漠作为最高值,即地球表面全都是沙子,厚度取平均值5米,看看有多少沙子。


地球表面积为5.1亿平方公里,假设每粒沙子体积为1立方毫米,那么地球上沙子的最高值为:

5.1亿平方公里*5米/1立方毫米=2.55*10^24

可见,可观测宇宙的恒星数量和地球上沙子的数量是如此的接近。但是大家不要忘了,我们在计算时,恒星数量是取的可观测范围,沙子取得是最高值,真正全部的宇宙到底是可观测宇宙的多少倍还不得而知,因此,宇宙中的恒星数量一定会比地球上沙子数量多。


优美生态环境保卫者


答:地球上的沙粒数始终是有限的,而宇宙中的天体数不尽数,即便在我们可观测宇宙之内,恒星数量也可能比地球沙漠中的沙粒多。


在2003年到2004年期间,哈勃太空望远镜对准天炉座中一小块黑暗的天空,经历113天的曝光后,得到了著名的哈勃超深空,曝光区域只占了全天空的1270万分之一(大约是满月面积的十分之一)。


在这张哈勃超深空中,有着10000多个可见的星系,最远的距离地球130多亿年,要知道每个星系中都有数千亿颗恒星,由此可见宇宙的深邃。


恒星数量级

由于宇宙年龄是有限的,较远天体发出的光线还没有足够时间到达地球,我们能看到的区域叫做可观测宇宙,目前直径大约是930亿光年。

宇宙具有各向同性,天文学家以此估计,在我们可观测宇宙中,有超过1万亿个的星系(不包括矮星系),每个星系中都有数千亿颗恒星,比如我们银河系就有近2000亿颗恒星,我们粗略估计的话,在我们可观测宇宙中的恒星数量级为:

1万亿*2000亿=2*10^23。


沙漠中的沙粒数

地球上沙漠面积占陆地面积的五分之一,大约就是3000万平方公里,全世界沙漠的平均厚度大约为3.5米,每粒沙子的平均体积大约是0.04立方毫米,然后我们可以估算出地球沙漠中的沙粒数量级:

(3000*10^10)*3.5/(0.04*10^-9)=2.6*10^24;

简单对比两个数字,几乎是在同一个数量级,于是可以认为沙漠中的沙粒数和可观测宇宙中的恒星几乎是一样多的。

然而可观测宇宙只是实际宇宙的一部分,目前科学家还无法准确推测出实际宇宙的大小,也许在实际宇宙中,我们的可观测宇宙只是沧海一粟而已。


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艾伯史密斯


晴朗的晚上一抬头我们看到的是满天的星星,在一闪一闪的每一颗星星大部分都是一颗恒星。我们银河系是一个直径大约20万光年的星系,宇宙中又有很多这样的星系。

问题中,宇宙中的恒星多还是地球上的沙粒多呢?答案肯定是宇宙中的恒星多了!

我们先来大致算一下沙粒的数量,每一颗沙粒的直径按照0.5毫米来计算,那么1立方厘米的沙子就有8000个沙粒,换算成1立方米那就是有80亿颗沙子。

据统计,地球上所有海滩的沙粒数量相加有7000亿立方米,然后乘以每立方米沙粒的数量,得到的沙子大概是56万亿亿个沙子,虽然不是精确的但是也差不了多少了。




接下来就是计算宇宙中的恒星了,单单是银河系里的恒星数量就在1000亿到4000亿之间,而且宇宙中星系总数就已经超过了1000亿,由于宇宙还在膨胀,那么这个数字就是在不完全的情况下,现在将每个星系中的恒星数量和宇宙中所有星系的数量相乘,得到恒星的数量也有100万亿亿颗。



我们拿100万亿亿颗和56万亿亿颗两个数据两比,结果很明显了!


星球上的科学



可以得出一个数学结论,即恒星的最少数量等于地球上沙子的最大数量。 美国天文学家和科幻作家卡尔·萨根曾经说过“我们宇宙中的恒星比地球上所有海滩上的沙粒都多”。这个问题让人们惊讶于宇宙有多大,因为地球海岸线上的沙子有数万亿吨重。没有确定的方法来确定宇宙中恒星的确切数量和海岸上沙粒的数量,但是可以进行数学估算。



找到宇宙中恒星数量的答案涉及到产生一个宇宙比例的数学问题。银河系介于100~4000亿颗恒星。宇宙中有1000多亿个星系,一些研究人员估计这个数字约为5000亿。宇宙中能找到的最低恒星数量是100亿颗~200颗更高的恒星。这些数字是地球上任何东西都无法比拟的。


海滩上发现的一粒沙子直径只有半毫米。二十粒组成大约一厘米,八千粒组成一立方厘米。要计算沙子的体积,你需要确定由沙滩组成的海岸线的数量。估计海滩的体积为700万亿立方米。从数学上来说,这个数字相当于五粒六次方的沙子。这只是一个估计,这个数字可能会以2的因子变化,低到2.5,高到10次方。

结论是恒星的最少数量等于地球沙粒的最大数量。然而,海滩上看到的星星可能是沙子的五到十倍。2016年,研究人员从哈勃太空望远镜观察到的图像表明,在可观察的宇宙中可能有超过2万亿个星系,这是最高预期数的十倍多。除此之外,地球上的任何望远镜都无法观测到整个宇宙。


军机处留级大学士


地球沙子有多少颗?

地球总质量为5.965×10^24千克,地壳质量0.42%。所以地壳质量为2.5×10^22千克。

沙子主要成分为二氧化硅(SiO2),约占地壳质量的12%,地壳二氧化硅量为3×10^21千克。

由于6%的地球被沙子覆盖,且地壳平均厚度17千米,这些沙子平均厚度10米,所以沙子的质量为1.06×10^17千克。

二氧化硅密度为2.2×10^3Kg/m³,所以地球上沙子总体积为4.8×10^13m³

沙子有粗有细,我们以中沙平均粒径500微米计算。沙子近似模型为球型,则估算一粒沙子体积为6.5×10^-11m³

由此可知沙子的数量大约为

宇宙中恒星有多少颗?

银河系约有4000亿颗恒星,误差为±50%(即2000亿颗~6000亿颗之间),宇宙中有1000亿~2000亿个像银河系这样的星系。取银河系中间值4000亿颗计,则宇宙中的恒星数量为4×10^22~8×10^22颗,

两者只相差一个数量级,沙子略多于恒星数,但地球上的沙子是有限的,而宇宙是无限的,以无限对有限,沙子必败。


有初有终


宇宙是一个非常神奇的地方,我们的地球只不过是在太阳系的一个小角落而已,而太阳系只不过在银河系的一个小角落而已,而银河系则是宇宙的沧海一粟。因此宇宙非常大,那么宇宙中的所有的恒星和地球上的沙子比起来谁多呢?

首先这是一个没有答案的答案。因为我们不可能去数地球上的沙子,同样的,我们也没有办法去数天空中的星星。通过哈勃望远镜的观测数据来看,我们目前所观测的最远的星系,距离我们约为是131亿光年,而在这个距离之内,我们宇宙中存在着大约10万亿颗星系,每一个星系,又蕴含着将近数千亿颗恒星,推算一下,宇宙中究竟有多少颗行星。

实际上,地球的沙子是有数量的。但是宇宙的恒星却没有数量,因为恒星在不断地生成,每天每时每刻每秒,在整个庞大的宇宙中都会有新的恒星诞生,当然也会有新的恒星死亡。目前来看,总星系的直径约为是300亿光年,那么简单的来说,哈勃太空望远镜只看到了一半,那么我们就可以算一下,如果把哈勃未观测到总星系的另一半加起来,宇宙中又拥有者多少颗星系和恒星呢!

值得一提的是,我们现在所处的宇宙还是一个可观测宇宙,那可观测宇宙之外,还存在着另一个未观测的宇宙。未观测宇宙究竟多么大呢?没有人知道,因此,这个问题没有答案。不过我认为,宇宙中的星星数量要大于地球上的沙子。你认为我说的对吗?

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