宇宙能装进火柴盒吗？
这也许是你经常听到的传言之一。我可以清楚地告诉你这不是真的， 但假如我们能做个计算的话，那结果会更清晰。这不是一个准确的计算 结果，不过在判断“宇宙在一个火柴盒里”这个理论是否有任何真实性 上，它可以给我们一些提示。
这是它的算法：
(1)我们需要知道一个原子内部的那一点儿东西将占据多少空间。 为简单起见，让我们假设宇宙中只有氢原子，这样我们只需要计算一个 质子的体积和一个电子的体积。假设质子和电子都是球体，它们的体积 可以按照这样的公式计算：V = 4/3πr3
电子的体积：
半径大约是:2。 82 X 10-15m 算得体积大约是:1 X 10-43m3
质子的体积：
半径大约...全部
这也许是你经常听到的传言之一。我可以清楚地告诉你这不是真的， 但假如我们能做个计算的话，那结果会更清晰。这不是一个准确的计算 结果，不过在判断“宇宙在一个火柴盒里”这个理论是否有任何真实性 上，它可以给我们一些提示。
这是它的算法：
(1)我们需要知道一个原子内部的那一点儿东西将占据多少空间。 为简单起见，让我们假设宇宙中只有氢原子，这样我们只需要计算一个 质子的体积和一个电子的体积。假设质子和电子都是球体，它们的体积 可以按照这样的公式计算：V = 4/3πr3
电子的体积：
半径大约是:2。
82 X 10-15m 算得体积大约是:1 X 10-43m3
质子的体积：
半径大约是X 10-15m 算得体积大约是:2 X 10-44m3
这说明质子和电子的总体积大约是1 X 10-43m3
(2)现在我们需要知道火柴盒的体积，它大约是3X10-5m3
(3)下一步就是计算出多少原子可以填满一个火柴盒。
这可以由火柴盒的体积（3 x l0-5m3)除以原子的体积（1 x l0-43m3)计算得出，结 果是3 x 1038个原子。
(4)最后一步就是将这个数据和宇宙中原子的数量进行比较。有 两种方法可以推断出宇宙中原子的数量。
据推测，宇宙中大概有1 x 1020个星球。那每个星球中有多少个原子呢？即便我们可以做出另一个 猜想，那也是不可能确定的。不过让我们假定太阳是一个标准的星球 并且完全是由氢原子组成。太阳的质量是2 x 1030千克。
氢原子的质 量是17 x 1027千克。将它们相除得到太阳中的原子数量是12 x 1057 个。现在乘以宇宙中星球的数量就可以得到：宇宙中原子的数量是 1 X 1 077 个。
用另一种方法考察，可以观察到的宇宙的质量是1 x 1052千克。
我 们认为那大概是整个宇宙总质量的90%，所以宇宙的总重是1 x 1053千 克。将它除以氢原子的质量（宇宙中绝大多数是氢原子）得到原子的数 量是1 X 1079个。
这两个答案的相似度已经足以证明它们都是较准确的，所以我们将 这个有根据的推断作为宇宙中原子的数量。
(5) 比较第3条和第4条的答案，它清楚的说明即使宇宙中的所有 原子都和氢原子一样大也不可能装进一个火柴盒。更何况很多原子比氢 原子要大得多，那装满火柴盒的原子数目比第3条的计算结果还要小。
如果宇宙中的所有原子都是由一个电子和一个中子组成，而且没有 其他的空隙，那它们要占据多大的体积呢？这可以由第4条的答案和第 1条的答案相乘计算得出：
1 X 1079 X 1 X 10-43 = 1 X 1036m3
这真是一个巨大的火柴盒啊！。
收起
