在某問答平臺看到這樣一個問題：把宇宙所有的物質(zhì)放到銀河系中删顶，能放得下嗎？
雖然人類是小小銀河系中一個角落里的一枚小星星所屬的巖石上一的物種淑廊，但這并不妨礙我們仰望星空逗余、思考宇宙。當(dāng)很多令人震撼的資料向我們展示星星到底能大到什么程度季惩，星系能遠(yuǎn)到什么程度時录粱，我們不禁想要知道一個問題——宇宙中的物質(zhì)總量到底是什么概念呢？
如果用一個字來形容宇宙萬物蜀备，那一定是“空”关摇，無論是星系云塵，還是原子核內(nèi)都是極空的碾阁，所以當(dāng)我們用數(shù)字來計算宇宙物質(zhì)時常常會感覺驚異。
現(xiàn)在天文學(xué)家與物理學(xué)家一致得出的宇宙總質(zhì)量大約為10^53kg數(shù)量級些楣，如果我們用常見的物質(zhì)比一比脂凶，就能知道有多么夸張了宪睹，太陽的質(zhì)量為1.992×10^30kg，那么大約10^23個太陽才可以包含全宇宙的物質(zhì)蚕钦。
如果將太陽系塞進(jìn)小米
小米大家都見過亭病，通常是直徑為2毫米的近似圓形，一粒小米的體積為3.35×10^（-8）立方米嘶居。按面心立方晶格排列的致密度0.74算罪帖，每粒小米占了4.5×10^（-8）立方米。一個標(biāo)準(zhǔn)泳池的大小為1890立方米邮屁，可以裝4.2×10^10個小米整袁，現(xiàn)在我們將一座人口千萬級的超大型城市全部挖成泳池，就可以一次性容納6.636×10^17個小米佑吝。
小米的每個細(xì)胞的體積大約是?10^（-14）立方米坐昙，可得每粒小米中有約8,000,000個細(xì)胞。所以芋忿，將全中國全部16座千萬以上人口級城市全部挖成游泳池炸客，再填滿小米，最后向每粒小米的每個細(xì)胞中塞一個太陽系戈钢，大概就和宇宙的總質(zhì)量相當(dāng)了痹仙。
真的是十分驚人的數(shù)據(jù)呀，可是如果從另一個角度來看的話殉了，就顯得十分微不足道了开仰。
無需驚動銀河系城管
首先我們對宇宙的大小要有一個認(rèn)識，離地球最近的恒星是比鄰星宣渗，4.42光年抖所，而太陽系到銀河系中央黑洞的距離為26,000光年，銀河系又是深空中2,000,000,000,000（兩萬億）個星系中普通的一員痕囱。每兩個星系間的平均距離約35萬光年田轧。
那么假設(shè)我們將這10^53kg的物質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為以地球為中心的水，并消除它們的引力屬性（否則它們會坍縮成一個黑洞）鞍恢，那么這枚水球有多大呢傻粘？
它的半徑僅有3~4光年，連比鄰星都無法覆蓋……
看來要想將宇宙所有的物質(zhì)塞進(jìn)來帮掉，根本不需要向銀河系城管局提交申請弦悉，只要把太陽系大門打開，堆到鄰居家墻邊上就搞定了蟆炊。
而宇宙的已知半徑在465億光年以上稽莉，與所有物質(zhì)構(gòu)成的水球直徑比達(dá)到了100億，這是什么概念涩搓？相當(dāng)于一根極細(xì)中性筆的筆尖滾珠與整個地球的體積之比污秆！
所以宇宙是極空的劈猪，想象一下，將中性筆的滾珠粉碎成極小的細(xì)沫良拼，然后散布到整個地球那么大的空心球中战得，是什么樣的概念？關(guān)鍵是這小小的滾珠其96%的構(gòu)成比例還是幾乎無法觀測的暗物質(zhì)……
與之相映成趣的是庸推，微觀的世界同樣十分空曠常侦，你以為原子是下圖這個樣子的？真實(shí)比例中贬媒，如果將原子放大到鳥巢體育場的體積聋亡，那么原子核只有一粒砂那么大，而電子更是小到根本看不見掖蛤。原子核占了整個原子99.5%的質(zhì)量杀捻，就像宇宙一樣，極小體積的物質(zhì)占據(jù)了極大比例的質(zhì)量蚓庭。所以我們可以知道致讥，全宇宙等質(zhì)量的水球依然十分空曠，水分子的體積是其原子核的幾千億分倍器赞。
如果我們再狠一點(diǎn)垢袱，將水分子的原子核壓在一起，能給太陽系大院節(jié)省多少空間港柜？
結(jié)果喜人请契，此球體的半徑直接被壓縮到了2~3億公里，這大約是太陽到火星軌道的距離夏醉，看來這樣連房門都不用開就能塞入全宇宙了爽锥。
那么如果我們直逼理論極限，將宇宙中的所有物質(zhì)都積壓到最小臨界質(zhì)量的小球（且假設(shè)每兩個小球不會相互影響的情況下）畔柔，大概需要占用多少體積呢氯夷？
這樣一個在理論上存在的小球是擁有普朗克質(zhì)量、以普朗克長度為直徑的球體靶擦。比普朗克長度更小的長度失去了物理上的意義腮考，而在此直徑下比普朗克質(zhì)量更大的物質(zhì)就會坍縮成黑洞。
普朗克長度為10^-34米玄捕，普朗克質(zhì)量為2.18*10^-8kg踩蔚，這樣你會得到一下非常優(yōu)美的數(shù)據(jù)：這些普朗克小球排擠在一起，只能布滿一個半徑10^-14米的球體枚粘，全宇宙的體積與一枚重元素的原子核相當(dāng)馅闽。
相信你看到這里會覺得……似乎從一個點(diǎn)炸出整個宇宙的大爆炸似乎也沒那么荒誕了，宇宙竟是如此的巨大，又是如此的空曠捞蛋，超出了常人的想象力極限孝冒。
我是酋知魚柬姚，一條仰望星空的科學(xué)作者拟杉，歡迎關(guān)注同名拱豬號，每天同步更新量承！
