03.03 地球上的沙子和宇宙中的恆星,誰才是最多的?

詩海文蹤


這個問題是小孩過家家的話題,滿幼稚的,是星星多還是沙子的顆粒多,毫無疑問是地球上的沙子顆粒的數量多,有人說星球是無窮多,這也是小學生的解題,只能說星球是有限度的,而我們人類的渺小,現在是不能測量觀測到有多少數量的星球,但隨著以後的科技進步,人類是可以儘量觀測到星球的數量值的!

我現在想的問題是,為什麼我們難以近距離觀測到星球與星球的相撞,星球吞噬星球,黑洞吞噬星球,這是因為我們的生產力和科技水平還處在初級階段,而我們觀測到的星球燦爛,實際上是很多星球的相撞所散發出來的電閃雷嗚的火花現像,而看到的這些景像無論時間還是距離都是很遙遠了!那麼,我說沙子顆粒比星球多,另一個問題出來了,我們所觀測的空間星球燦爛,那麼這個空間外又是什麼組成呢?在這裡我只能說,我們的猜想是毫無意義的,我們乃至凡人科學家也是難以想像的到的,只能當懸而未決的問題放在這裡,過一千年後,讓科學家再去探索與解題吧!


中國雄雞王


這個問題雖然很冷,但可操作性很強,我來試試看。先給結論,我算之前,就可以下結論,宇宙中的恆星比地球上沙子多得多。

地球上沙子有多少粒?

本貓當然不會去真個數一數,不過這個是工程建築學的問題,真的也沒必要去數一數。

地球上,一粒沙子的平均體積大約是0.0368立方毫米。地球陸地面積是1.5億平方公里。考慮到高山、沙漠、海底等等都有大量沙子存在。按照公推值,取0.36億平方公里。按照沙層平均10米計算,總體積是36萬立方千米。最後可以折算出沙子粒數在10∧24次方這個數量級別。

再來看看宇宙的恆星個數

當我們用肉眼觀測天空,大約可以看到6000顆恆星。

用一臺5CM的小型天文望遠鏡,可以看到30萬顆恆星。

如果使用40CM級別的天文望遠鏡,我們不僅可以數恆星,甚至可以數星系了!天氣條件好的話,大概可以看到5-10萬個星系,每個星系大約包含400-600億顆恆星。

大氣層會濾掉很多可見光,要看清楚恆星,就得用哈勃天文望遠鏡,它放置到地球軌道的太空中。哈勃望遠鏡觀測到的星系數密度大約是3平方角秒,全天4萬平方度,差不多有一萬億個星系!折算一下,也是10的24次方級別!

兩者比較一下吧!

按照計算,可以看出,天上的恆星數目和地上沙子數目在同一數量級。

但是地球上沙子總數不會有多大的出入了。而隨著人類觀測手段的提高,天上恆星的數目,隨時仍有暴漲的可能。

結語

天上星星,必定多於沙子!我早說過不用數的啦😄


貓先生內涵科普


答案是恆星更多。我們來計算一下就知道了:


關於地球上沙粒總數的估計

地球土地總面積= 148,940,000 平方公里

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

取沙層覆蓋平均深度為6米:

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

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

地球陸地表面6米深以內的全部沙粒總數為

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


上面是以所有陸地面積來計算的,而且平均按6米深來計算沙層覆蓋深度。這可能高估某些覆蓋著裸露岩石的地區沙粒的總數的情況。我們也不能把卵石、小石子等大顆粒算成沙粒對吧。

在網上搜了下,網上有關地球上所有沙灘沙漠的沙粒的數量估計為:7.5 x 10^18粒沙子。但具體怎麼算出來的不大清楚。

上圖:不同粒度的顆粒的稱謂不同,比較粗的那種才叫沙。最細的就叫黏土了。粒度的標準選取不同,那麼計算差異也很大。


但這些估算偏差範圍太大了,計算方法,取值的偏差都會帶來巨大的差異。

但我們可以做一個上限的估計,即如果地球全部都是沙子最多可能有多少顆沙子,這樣有助於我們瞭解這個問題的極限情況。我們從估算一顆沙子的質量開始,用地球的全部質量除以沙子的質量,即可得到把地球完全變成沙子會得到的沙粒的總數。



一粒沙子的質量

沙是一種由各種類型岩石分解產生的沉積物。一旦與原始烴源巖分開,就會被風、水甚至冰侵蝕和運輸。沙子經常作為沙丘落在湖泊或河流的沉積物上,或者最終到達海洋的深處,在那裡它可能會硬化成沉積岩。砂的大小,顏色和成分各不相同。
  • 根據《世界圖書百科全書》“科學家們將沙子定義為直徑為1/400英寸(0.06毫米)到1/12英寸(2.1毫米)的顆粒。”,計算出來沙子的質量大約為:0.67-23毫克。

上圖:不同粒度沙子的尺寸


計算方法如下:

由於砂的粒度可以變化,因此單個砂粒的質量可以根據其尺寸和組成而變化。使用直徑範圍,通過使用球體積的公式獲得砂粒的體積= 4 /3π·半徑^3。

因為我們知道石英的密度,使用密度公式:

密度=質量/體積

我們可以獲得兩種直徑範圍內的單粒沙子的質量。

直徑=0.060毫米,體積=2.51×10^-10立方米,質量=6.66×10^-4 克= 0.67毫克

直徑=2.10毫米,體積=8.80×10 -9 立方米,質量=23.3×10^-2 克→23毫克

上圖:砂石尺寸劃分表


我們就取較小的0.67毫克這個值吧,也就是說沙粒非常細。


地球如果完全由沙子構成,總共有多少顆沙子?

  • 地球質量為5.97237×10^24千克(乘以24個零)=5.97237×10^27克

  • 一顆沙子0.67毫克,就是0.67×10^-3克

所以地球的質量,包括海洋所有生物內部的氣體在內完全變成沙子大約是8.9139850746268656716417910447761×10^30顆沙子。


但顯然,地球上的沙子遠沒有這麼多。這裡估算出來的是絕對最大極值。

上圖:地球上主要的沙漠。



宇宙中有多少顆恆星呢?

2016年10月,“科學”雜誌上的一篇文章(基於哈勃太空望遠鏡的深場圖像)表明,在可觀測的宇宙中有大約2萬億個星系(2x10^12),或者比先前提出的星系大約多10倍。英國諾丁漢大學天體物理學教授克里斯托弗·康塞利斯(Christopher Conselice)認為,星系中平均有大約1億顆恆星。


據估計,銀河系的恆星質量為1000億個“太陽質量”,或者是太陽質量的1000億倍(1x10^11),因為太陽質量比較接近我們銀河系內的恆星的平均質量,按此計算,那麼銀河系中平均大約就有1000億顆恆星。然而,這取決於恆星的尺寸,其實有大量的恆星都比太陽小。而根據其他一些資料估計表明,銀河系可能擁有2000億顆星或更多的恆星(1x10^11)。

有學者粗略的估計宇宙中有10萬億個星系,乘以銀河系估計的1000億顆恆星,粗略計算宇宙中大概有:1,000,000,000,000,000,000,000,000顆恆星,1後面24個零的。而其他學者則認為這個數字可能是一個嚴重的低估,因為更詳細的宇宙觀測將顯示更多的星系。宇宙的星系數量遠不止10萬億個,而每個星系的恆星數量也遠不止1000億顆。

上圖:該圖片概述了於2018年4月25日發佈的第二次蓋亞數據發佈的內容。包含近17億顆恆星的信息。包括很多恆星在天空中的位置和亮度,它們的顏色,表面溫度和速度的數據。僅僅是人類的太空觀測站短短几年就可以蒐集17億顆恆星的數據。宇宙真的是太浩瀚了。

蓋亞號是歐洲航天局(ESA)的一個空間觀測站,於2013年發射,預計將運行至2022年。 該航天器專為天體測量而設計:以前所未有的精度測量恆星的位置,距離和運動等。



結論

從前面用全陸地面積估算和網上搜索到的計算結果來看,地球上的沙粒是遠遠沒有宇宙中恆星數量多的。而且就算地球的所有質量都變成極細的沙粒,最多也只不過比我們在這裡估算的宇宙中的總恆星數多出6個數量級(6個0)。而實際上我們在這裡估算的也僅僅是可見宇宙的恆星數量,不可見的宇宙部分到底還有多少恆星,天知道呢。所以我們大體可以得出結論,地球上沙粒的數量基本上沒有可能比宇宙中恆星的數量多。


小宇堂


地球上的沙子和宇宙中的恆星,這兩者的數量都是一個巨大的數字。需要指出的是,地球上的沙子數量雖然很多,但它終歸是有限的,而從我們現有的科學認知來看,宇宙似乎是無限的。用一個有限的數字去和一個無限的數字來比較大小,是沒有意義的。因此,我們需要修改一個這個問題,即地球上的沙子和可觀測宇宙中的恆星,誰的數量最多?

我們先來看一下地球到底有多少粒沙子,由於我們解決問題總是趨向用最簡單的方法,現在我們也拋去那些複雜的計算,單從質量的角度來計算。我們知道地球分為地核、地幔、地殼三大部分,而地殼只是地球表面的很薄的一層,沙子也就是存在於地殼之中。根據相關資料,地球的總質量約為5.965 x 10^24kg,地殼約佔地球總質量的0.42%,於是我們可以輕易的計算出地殼的質量為2.505 x 10^22kg。

那麼在地殼中沙子所佔的比例會是多少呢?地殼主要由岩石構成,其中沙子的含量是很少的,為了方便計算,我們姑且將其計為千分之一吧。那麼地球上沙子的總質量就約為2.505 x 10^19kg,用這個數字再除以地球上沙粒的平均質量0.00015kg,於是我們得出地球上沙子總數量為1.67 x 10^23粒。

好了,現在我們把目光投向廣袤的宇宙,可觀測宇宙中的恆星數量又應該怎麼來統計呢?通過長期的對宇宙空間的觀測,天文科學家認為宇宙中的星系數量,從很大範圍來看是大致平均的,也就是說我們只需要知道一部分空間的星系數量,就可以計算出可觀測宇宙中的星系總量。

在統計可觀測宇宙中的星系數量的工作中,哈勃深空視場(Hubble Deep Field)提供了關鍵的數據,通過對宇宙空間中的一小塊區域的持續觀測,我們知道了這塊區域的比較精確的星系數量,然後科學家們通過相關的計算,得出了可觀測宇宙中的星系數量大約為 1270億個。將這個數字再乘以可觀測宇宙中的星系恆星的平均數量1000億,於是我們得出了,可觀測宇宙中的恆星數量約為1.27 x 10^22個。

通過對兩個數字的對比,我們可以清楚的看到,地球上的沙子數量比可觀測宇宙中的恆星數量要多出很多!不過,這裡還是要強調一下,以上計算只是基於可觀測宇宙的範圍內,而實際上,宇宙之大,是我們難以想象的。


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魅力科學君


浩瀚的宇宙中擁有無數星系,每個星系中又有數不清的恆星。地球上沙漠分佈廣泛,沙子又及其微小。那麼,是宇宙中的恆星多,還是地球上的沙子多呢?要想準確的算出兩者的具體值,我想任何人都無能為力,我們姑且用粗略估算的方式算算看吧。

先看一下宇宙中的恆星。由於宇宙是不斷膨脹的,目前我們的觀測手段還不足以看到宇宙的全貌,況且宇宙膨脹的速度超過光速,從現有理論看,即使觀測手段再先進,也無法觀測到整個宇宙。這裡天文學領域引入了一個概念,就是“可觀測宇宙”,它是理論狀態下,宇宙光線或其他信號從被觀測物體到觀測者的範圍,目前“可觀測宇宙”的半徑為465億光年。



而在可觀測宇宙中,至少存在著10萬億個星系,每個星系中的恆星數量依據自身規模大小有很大的差異,多的有幾十億顆,少的(矮星系)僅有上千顆,我們無法一一累加,這裡就用銀河系作為平均,因為銀河系的規模在所有星系中可以看做中等。



銀河系的恆星數量大約有2000億顆,那麼可觀測宇宙中的恆星總數大約為:

10萬億*2000億=2*10^24。

再看一下地球上的沙子。地球上的沙子可不僅僅沙漠中才有,土壤、山地、海底、海灘、建築物等裡面都有,要統計還真是費勁,因為沙漠中基本都是由沙子組成,其它地方都是沙子和其它物質的混合物,我們可以用沙漠作為最高值,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。



地球表面積為5.1億平方公里,假設每粒沙子體積為1立方毫米,那麼地球上沙子的最高值為:

5.1億平方公里*5米/1立方毫米=2.55*10^24

可見,可觀測宇宙的恆星數量和地球上沙子的數量是如此的接近。但是大家不要忘了,我們在計算時,恆星數量是取的可觀測範圍,沙子取得是最高值,真正全部的宇宙到底是可觀測宇宙的多少倍還不得而知,因此,宇宙中的恆星數量一定會比地球上沙子數量多。


優美生態環境保衛者


晴朗的晚上一抬頭我們看到的是滿天的星星,在一閃一閃的每一顆星星大部分都是一顆恆星。我們銀河系是一個直徑大約20萬光年的星系,宇宙中又有很多這樣的星系。

問題中,宇宙中的恆星多還是地球上的沙粒多呢?答案肯定是宇宙中的恆星多了!

我們先來大致算一下沙粒的數量,每一顆沙粒的直徑按照0.5毫米來計算,那麼1立方厘米的沙子就有8000個沙粒,換算成1立方米那就是有80億顆沙子。



據統計,地球上所有海灘的沙粒數量相加有7000億立方米,然後乘以每立方米沙粒的數量,得到的沙子大概是56萬億億個沙子,雖然不是精確的但是也差不了多少了。



接下來就是計算宇宙中的恆星了,單單是銀河系裡的恆星數量就在1000億到4000億之間,而且宇宙中星系總數就已經超過了1000億,由於宇宙還在膨脹,那麼這個數字就是在不完全的情況下,現在將每個星系中的恆星數量和宇宙中所有星系的數量相乘,得到恆星的數量也有100萬億億顆。


我們拿100萬億億顆和56萬億億顆兩個數據兩比,結果很明顯了!


星球上的科學


宇宙已知的的大小是1560億光年,宇宙中的星球總數大約為1萬億億顆,對就是一萬億億顆的星球,1後面20個零,不完全數字的話 可見宇宙空間大約有700萬億億顆恆星。

地球上沙子 如果算邊長1mm的立方體,整個地球上的沙子差不多是在10^21這個數量級。

宇宙還在無限的探測擴大中,所以宇宙中的星球要比地球上的沙子多的多!


慈溪薄薄蟲


宇宙是一個非常神奇的地方,我們的地球只不過是在太陽系的一個小角落而已,而太陽系只不過在銀河系的一個小角落而已,而銀河系則是宇宙的滄海一粟。因此宇宙非常大,那麼宇宙中的所有的恆星和地球上的沙子比起來誰多呢?

首先這是一個沒有答案的答案。因為我們不可能去數地球上的沙子,同樣的,我們也沒有辦法去數天空中的星星。通過哈勃望遠鏡的觀測數據來看,我們目前所觀測的最遠的星系,距離我們約為是131億光年,而在這個距離之內,我們宇宙中存在著大約10萬億顆星系,每一個星系,又蘊含著將近數千億顆恆星,推算一下,宇宙中究竟有多少顆行星。

實際上,地球的沙子是有數量的。但是宇宙的恆星卻沒有數量,因為恆星在不斷地生成,每天每時每刻每秒,在整個龐大的宇宙中都會有新的恆星誕生,當然也會有新的恆星死亡。目前來看,總星系的直徑約為是300億光年,那麼簡單的來說,哈勃太空望遠鏡只看到了一半,那麼我們就可以算一下,如果把哈勃未觀測到總星系的另一半加起來,宇宙中又擁有者多少顆星系和恆星呢!

值得一提的是,我們現在所處的宇宙還是一個可觀測宇宙,那可觀測宇宙之外,還存在著另一個未觀測的宇宙。未觀測宇宙究竟多麼大呢?沒有人知道,因此,這個問題沒有答案。不過我認為,宇宙中的星星數量要大於地球上的沙子。你認為我說的對嗎?

我是宇宙V空間,一個科普天文愛好者!本文由宇宙V空間原創,轉載請註明出處!如果你對這篇文章有疑問,請在下方評論和留言!

宇宙V空間


地球上的沙子再多也是可以數計的,而宇宙中的恆星等物體是不可數計的。現在科學估算銀河系內大約有2000至4000億顆恆星;而現有可觀測宇宙中估計有20000億個大大小小的星系團。這已經是個天文數字了,然而,可觀測宇宙並不能代表宇宙的全部。用現在的手段觀測到的宇宙直徑大至在930億光年左右,如果我們把觀測能力提高十倍,宇宙的直徑就會是9300億光年,若提高一百倍,宇宙的直徑就會是93000億光年。宇宙的邊界在哪兒,取決於人類的觀測能力,所以,人類永遠也找不到宇宙的邊緣,因而,人類永遠也數不完宇宙中到底有多少顆恆星!


昊田2


地球沙子有多少顆?

地球總質量為5.965×10^24千克,地殼質量0.42%。所以地殼質量為2.5×10^22千克。

沙子主要成分為二氧化硅(SiO2),約佔地殼質量的12%,地殼二氧化硅量為3×10^21千克。

由於6%的地球被沙子覆蓋,且地殼平均厚度17千米,這些沙子平均厚度10米,所以沙子的質量為1.06×10^17千克。

二氧化硅密度為2.2×10^3Kg/m³,所以地球上沙子總體積為4.8×10^13m³

沙子有粗有細,我們以中沙平均粒徑500微米計算。沙子近似模型為球型,則估算一粒沙子體積為6.5×10^-11m³

由此可知沙子的數量大約為

宇宙中恆星有多少顆?

銀河系約有4000億顆恆星,誤差為±50%(即2000億顆~6000億顆之間),宇宙中有1000億~2000億個像銀河系這樣的星系。取銀河系中間值4000億顆計,則宇宙中的恆星數量為4×10^22~8×10^22顆,

兩者只相差一個數量級,沙子略多於恆星數,但地球上的沙子是有限的,而宇宙是無限的,以無限對有限,沙子必敗。


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