宇宙有总质量吗?
发布网友
发布时间:2022-08-25 19:46
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热心网友
时间:2024-05-30 19:01
整个宇宙(包括哈勃半径之外)总质量约a*10^23m,其中a=1~2,m为一个太阳质量。
目前只能估算到这个精度,系数a不能确定,但数量级是正确的。总质量里包括了明物质、暗物质、暗能量。
宇宙总质量是推算的,并非人类一定要观测得到才能计算,比如哈勃半径外,我们永远也观测不到。但是宇宙必须有一个总质量,才能保证宇宙自137亿年前大暴涨以来,在目前不至于四分五裂,并且满足天文学观测的宇宙各向同性、空间平直等特点。
用经典物理学理论推算过程如下:
设宇宙和光子的质量分别为M、m。
假定宇宙为标准球形。
宇宙边缘一光子到宇宙“中心”的距离为r(宇宙允许的最大半径),并垂直于半径方向运动。
光子不能逃逸出宇宙的条件是:光子运动向心力=引力,
有:F=GmM/r^2=mc^2/r
M=ρV
V=4πr^3/3
[G--万有引力常数 ,C--光速],
得:宇宙临界密度 ρ=5×10^-27kg/m^3
宇宙的总质量 M=c^3 (3/4ρπG^3)/2=3.42×10^53kg
约1.7x10^23个太阳质量(系数1.7有待商榷)
如果宇宙总体物质以水的标准密度布置,只能布满半径3~4光年的球体。(这是理论上的,如果真的这样早就在引力作用下塌缩了)。如果以核子挨核子方式排列,只能布满半径3~4亿公里的球体(约地球到太阳距离2~3倍)。如果按:每直径为普朗克长度(10^-34米)的球体中,一个普朗克质量(2.18*10^-8kg)排列,只能布满半径10^-14米的球体(约一个重元素的原子核)。 可见目前宇宙空间物质之稀疏!
热心网友
时间:2024-05-30 19:02
质量这个参数本身就是相对的,根据质能转换公式E=mc^2得知质量与能量之间可以相互转化,并且宇宙中的质能转换无时无刻不在进行着,知道宇宙的质量没有实际意义吧,还是宇宙密度来得实际一点。目前观测到的宇宙可视物质密度的数量级约为10^-28kg/cm3,它不到宇宙临界密度ρC的5%(目前估算的ρC的数量级为10^-26kg/cm3)。
热心网友
时间:2024-05-30 19:02
有,奇点的质量就是宇宙的质量的2倍、
热心网友
时间:2024-05-30 19:03
没人能回答出来。能回答的都是瞎蒙。