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秀书网>科幻小说>宇宙的边缘世界>如何测出宇宙的质量?
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  关于如何测出宇宙的质量,以下摘录了两种方法,并非精准,仅供参考。

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  测算一:

  如果我们这个宇宙的总质量是不变,遵守质量守恒定律,也不允许具有相对论质量的光子逃脱我们这个宇宙,宇宙越膨胀,物质密度逐渐变稀,温度也逐渐降低,就到了光子逃脱的临界点。

  设宇宙和光子的质量分别为M、m,光子到宇宙中心的距离为r(也是宇宙允许的最大半径),光子的速度为C。由于光子运动所需的向心力是由二者间万有引力提供的,故可得:F=GmM/r2,F=mc2/r,M=ρV=4ρr3π/3,已知G=6.67×10-11N·m2/kg2,C=2.99792458×108米/秒,理论计算得出的临界密度为ρ=5×10-27kg/m3,π=3.141592653,

  得宇宙的总质量M=c3(3/4ρπG3)0.5=3.415788×1053kg,

  宇宙允许的最大半径r=2645亿光年,

  我们生活其中的宇宙中约有近2000亿个星系,小的星系有几十亿颗恒星,大的星系约有近4000亿颗恒星,每个星系平均约有2000亿颗恒星,恒星大约总共有:3-4百万亿亿颗.即(3-4)×1022颗。取值3×1022

  我们所处的太阳系中的太阳为中等大小的恒星,太阳的质量为1.98892乘以10的33次方克。据上,我们可以得到,我们生活其中的

  宇宙中可见物质的质量:M1=5.96676乘以10的55次方克=0.596676×1053kg.

  其它物质质量(可能是暗物质质量):M2=M-M1=3.415788×1053kg-0.596676×1053kg=2.819112×1053kg而我们可以看到的物质只占宇宙总物质量的17.46%左右。

  其它物质质量(可能是暗物质质量)占宇宙总物质量82.54%:

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  测算二:

  测量质量需要相当的前置知识,细说起来的话还真是挺费工夫呢...

  首先要得到太阳的质量:

  通过相对简单的牛顿定律计算,就可以得到太阳的大致质量

  但是其他恒星和太阳不一样啊

  根据观测一些双星系统、有行星的恒星系中,天体的轨道、速率、周期等,可以算出这颗恒星的质量

  但不是每颗恒星都能这么算啊

  观测到一定数量的恒星的质量后,就可以得到一个规律,它描述的是质量与光度之间的关系,将它们挂钩在一起的就是恒星的光谱——比如,处于主星序的恒星质量越大温度越高,光谱类型也有相应的特征——这样,分析一颗恒星的光谱,用测到的亮度结合算出的距离推出绝对亮度,再按照上述规律反演,就可以算出一颗恒星的质量

  于是就得到所有恒星的质量了吗?

  不是,因为我们能看到的几乎所有恒星都处于银河系内,而银河系中大部分恒星我们是看不见的(被银河本身挡住的处于另一侧的部分),所以要确定银河系的结构。一是根据观测来绘出可见部分的恒星分布,二是观测河外星系的形态来反推银河系。于是得到了银河的大致形态,是一个旋涡星系

  这样就得到了可见部分的质量

  我们可以看到的部分约占银河系的40%,这个比例足够大,所以可以用它的特征去推整个银河系的特征,于是我们知道银河系中70%都是太阳这样(甚至更弱)的恒星,剩下30%大部分是大质量恒星、中子星、黑洞,及相当数量的褐矮星,(还有数不尽的行星、碎石块、星云等但它们的质量可以忽略不计),于是就得到了可见物质的质量www.xiumb.com

  于是就得到了银河系的质量了吗?

  不是。通过观测不同距离的恒星的绕银心公转速率可知,仅靠可见物质不足以维持大部分恒星绕银心公转,计算可知暗物质占有相当大的比例;通过观测银河系星簇中一些矮星系向银河系掉落的速度可知,仅靠可见物质不可能让它们达到这样的加速度;一些被甩出银河的恒星也可以提供数据。综合很多观测和计算,暗物质占银河系质量的7成以上。算上它们的质量,才能得到银河系的总质量

  然后就可以拿银河的特征去算河外星系的质量

  和根据规律去推恒星质量一样,拿到了银河的数据,就可以去观测河外星系的总光度、光谱成分、尺寸、附近矮星系的绕行速度等,算出一个河外星系的大致质量

  难道要每个星系都算一遍?

  当然不行,全宇宙有数千亿个星系呢。但是经过相当的观测后,可以认为星系的分布基本是各向同性的,向东看能看到100个星系的话,向西看也能看到100个,并且不同类型比例都差不多。所以未统计区域的质量就可以根据已知区域的情况去推算。这样可以得到所有可见物质的总质量

  那么暗物质呢?

  这就需要涉及到宇宙加速膨胀的问题了。假定使空间扩张的能量叫做暗能量,而可见物质质量已知,那么计算扩张的速度等(具体我也不知道要算哪些啦)就可以得到暗物质的大致质量。现今测到的结果,是暗能量占73%,暗物质占23%,普通物质则只有不到4%

  最终结果呢?

  10^53kg,这是一个估值 蓝星,夏国。

  肿瘤科病房,弥漫着医院独有的消毒水味道。病房是单人间,设施俱全,温馨舒适。

 

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 可对于孑然一身的路遥来讲,却是无人问津的等死之地。

  他是癌症晚期,靠着意志力撑到现在,但也只是多受几天罪罢了。

  此刻,路遥躺在病床上,怔怔望着床头柜上的水杯,想喝口水。

  可他拼尽全力却无法让身体离开病床。剧痛和衰弱,让这原本无比简单的事情成了奢望。

  这时,一道幸灾乐祸的声音响起:“表哥~你真是狼狈呢。连喝口水都得指望别人施舍。”

  一位英俊的年轻男子悠闲坐在病床前,翘着二郎腿,眼睛笑成一道缝。

  “你求求我,我给你喝口水如何?”

  路遥面无表情,一言不发。自从失去了自理能力,一帮亲戚的嘴脸已经见多了,不差这一个。

  男子起身,将水杯拿在手里递过来,“表哥别生气,我开玩笑的,你对我这么好,喂你口水还是能办到的。”

  说完话,他将水杯里的水,缓缓倒在路遥苍白消瘦的脸上。

  被呛到,路遥无力的咳嗽几声,好在少量的水流过嗓子,让他有了几丝说话的力气:

 

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 “张鑫,为什么?我从未得罪过你。你去星盟国留学,还是我资助的!”

  张鑫将水杯放下,不紧不慢的说:“谁让你这么古板呢,只是运点感冒药罢了,又不犯法,你非得千方百计的拦着。”

  路遥脸上闪过一丝了然之色,道:“张鑫你这垃圾,狗改不了吃屎。将感冒药运到国外提炼毒品……咳咳……”

  张鑫理了下领带,笑道:“你别血口喷人啊,我可是国际知名企业家。这次回国,‘省招商引资局’还打电话欢迎我呢~”

  路遥叹了口气,现在的自己什么都做不了,索性闭上眼睛不再说话,安静等待死亡的到来。

  但张鑫却不想让眼前饱受病痛折磨、即将离世的表兄走好。他附身靠近,悄悄说道:琇書蛧

  “表哥啊~其实呢,我这次回国主要就是见你一面,告诉你一声——你的癌,是我弄出来的~”

  路遥陡然挣开眼,“你说什么!”

  张鑫笑眯眯的掏出个铅盒打开,里面是件古怪的三角形饰物,仅有巴掌大小,中间是只眼睛似的图案,一看就很有年代感。

  “眼熟吧?这是我亲手送你的,货真价实的古董。我在里面掺了点放射性物质,长期接触就会变成你现在这副鬼样子。”

  路遥马上认出来,这是自己很喜欢的一件古物,天天摆在书桌上,时不时的把玩,没想到却是要人命的东西!

  他伸出枯枝似的手臂,死死的抓住眼前人的胳膊!“你……”

  “别激动~表哥,我西装很贵的。”张鑫轻松拿掉路遥的手,小心的捏起铅盒,将放射性饰物塞进他怀里。

  “我赶飞机,得先走一步。你好好留着这个当做纪念吧,有机会再去你的坟头蹦迪~”

  说完话,张鑫从容起身离开。临走前,还回头俏皮的眨眨眼。他原本就男生女相,此时的神态动作居然有些娇媚。

  保镖很有眼力劲,赶紧打开病房门。同时用无线耳麦联络同事,提前发动汽车。

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  路遥只能无力的瘫在床上,浑身皆是钻心剜骨般的剧痛,还有无穷悔恨、不甘。

 

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 但很快,剧痛渐渐消失,只剩麻木,路遥隐约听到过世的双亲在喊他。

  就在路遥的身体越来越飘,即将失去意识时,胸口突然阵阵发烫,将他惊醒。

  从怀中摸出那三角形饰物,发现这玩意变得滚烫无比,还在缓缓发光!

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