眾所周知，宇宙浩瀚無垠。據(jù)估計(jì)，我們可觀測到的范圍（又名“已知宇宙”）跨越約930億光年的距離。這可真是一個(gè)令人欽佩的數(shù)字，特別是當(dāng)你考慮到，這僅僅是我們至今觀測到的范圍的時(shí)候。考慮到這個(gè)空間的絕對(duì)體積，人們會(huì)認(rèn)為其中包含的物質(zhì)數(shù)量也會(huì)同樣令人印象深刻。

但有趣的是，在你以最小的尺度觀察這些物質(zhì)時(shí)，這些數(shù)字將會(huì)變得巨大到令人難以置信。例如：人們認(rèn)為，在我們可觀測的宇宙中，存在著1.2 x 10^23到3.0 x 10^23顆星體。但再離得近一點(diǎn)看，以原子為單位，這些數(shù)據(jù)或?qū)⒆兊酶硬豢伤甲h。

據(jù)估計(jì)，在這個(gè)水平上，已知、可觀測的宇宙中，有10^78到10^82個(gè)原子。用外行人的話來說，這相當(dāng)于10千萬億到10萬個(gè)千萬億的原子。

但這些數(shù)據(jù)仍不能精確地反映出宇宙中所包含物質(zhì)的真實(shí)數(shù)目。如前所述，它們只覆蓋半徑為460億光年的可觀測宇宙，其基礎(chǔ)是宇宙膨脹將能觀測到的最的物體帶到的地方。

圖解：宇宙的歷史始于大爆炸。圖片來源：grandunificationtheory

德國的一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行了一次模擬，估計(jì)在觀測范圍內(nèi)存在大約5000億個(gè)星系，更保守的估計(jì)是3000億個(gè)左右。由于一個(gè)星系中的恒星數(shù)量可以達(dá)到4000億顆，那么恒星的總數(shù)很可能在1.2×10^23左右——或者僅僅超過10的17次方。

每顆恒星的平均重量約為10^35克。因此，它們的總質(zhì)量約為10^58克(即1.0 x 10^52公噸)。由于已知每克物質(zhì)有大約10^24個(gè)質(zhì)子，或者說與氫原子的數(shù)目大約相同(因?yàn)橐粋€(gè)氫原子只有一個(gè)質(zhì)子)，那么氫原子的總數(shù)大約是10^86 。

在可觀測的宇宙中，這種物質(zhì)均勻地分布在整個(gè)太空中，至少當(dāng)平均距離超過3億光年時(shí)如此。然而，在更小的尺度上，我們會(huì)觀察到，這些物質(zhì)會(huì)形成我們都熟悉的恒星——層次分明的發(fā)光物質(zhì)團(tuán)塊。

簡而言之，許多原子被壓縮成恒星，許多恒星被壓縮成星系，許多星系又被壓縮成星系團(tuán)，進(jìn)而許多星系團(tuán)被壓縮成超星系團(tuán)，最后，被壓縮成最大尺度的結(jié)構(gòu)，如星系長城（又名“斯隆長城”）。在較小的尺度上，這些團(tuán)塊被塵粒云、氣體云、小行星和其他恒星物質(zhì)形成的小團(tuán)塊所滲透。