1。4宇宙的大与小

　　一，宇宙有多大？

　　宇宙非常大，但不是无限大。

　　宇宙年龄138。2亿年。由于宇宙膨胀速度等于光速。
　　那么现在宇宙半径是138。2亿光年。

　　现在有一种说法，认为宇宙半径是460光年，这么说，宇宙膨胀速度就大于光速了，其结果就看不到光，那是一片黑暗的世界。

　　有人通过推算，宇宙远处的天体远离的速度大于光速，其实这与球面上两点的圆心角有关。同一圆心角的两点是匀速张开的，如月球离开地球的速度是每年3。8cm。同一圆心角的两点张开的速度是沿着球面方向的，与宇宙膨胀速度无关。球面上两点张开是宇宙膨胀的副产品，严格说，不是宇宙膨胀，虽然理论上，圆心角大于1弧度的两点互相远离的速度大于光速，但实际上不是膨胀速度，也不是真正意义上的运动，因为圆心角并没有改变。

　　膨胀速度是指宇宙球面径向运动的速度。

　　1光年等于9460730472580000等于9。460731015（米）

　　其球面积为43。1416138。221016

　　等于3。141676396。961016

　　等于2400051016光年2

　　等于（2。400091021）（9。460732）（1015）2

　　等于2。148211053（平方米）

　　银河系半径等于5104光年，银河系是一个圆盘，按圆面积计算：

　　其面积等于3。141652108（光年2）

　　等于（78。54108）（9。460732）（1015）2

　　等于（78。54108）89。50541030

　　等于7。0297551041（平方米）

　　那么宇宙面积相当于银河系

　　（2。14811053）（7。02981041）

　　等于3。05571011（倍）

　　银河系为宇宙约3000亿分之一。

　　有一张哈勃超深空照片，显示的范围为3平方角分，只有全天空12700000分之一的面积。照片中的部分天体位于130亿光年外，估计大约有10000个星系。那么可见宇宙（视域半径138。2亿光年内）大概有1。271011等于1270亿个星系。银河系有2000亿颗恒星，以此为平均数，可见视域宇宙大概有（1270108）（2000108）等于2。541022颗恒星。

　　视域面积为宇宙面积的21，所以整个宇宙的恒星数是：

　　2。5410220。21等于1。20951023（颗）
　　   
　　太阳是中等质量的恒星，太阳系质量大约是21030千克。以此为恒星质量平均值，考虑已经分解了2物质，

　　那么宇宙总质量约为（1。20951023）（21030）1。02
　　等于2。46741053（千克）。

　　宇宙没有真空。太空不是真空，其实主要是物质分解后的产物。地球的向阳半球面每秒钟接受太阳辐射物质2kg，相当于太阳总辐射物质的22亿分之一，那么太阳每秒辐射的总物质为4。4109kg。这些物质开始是质子形成的阿尔法、电子形成的贝塔射线，然后阿尔法射线分解为贝塔射线，贝塔射线分解为中微子，中微子最后分解为最小粒子，这些现象是宇宙膨胀的证据。如果宇宙不膨胀，射线的浓度会不断加大，人类就不能生存了。

　　二，粒子有多小？

　　粒子很小，但不是无限小。

　　氢分子直径为2310（－10）米；较大的蛋白质分子直径为4310（－10）米。

　　典型原子的直径大约是10（ 10）米

　　质子的质量等于1。6726231  10（ 27 ）（kg）

　　电子质量为9。1095610（ 31）kg【参考：一个质子含有1837个电子，一个电子质量等于1。672623110（ 27 ）1837等于9。105210（ 31）（kg）】

　　电子带负电，电量为1。602189×10（ 19）库仑，是电量的最小单元，常用符号e表示。
　　由于电子的运动接近光速，而且是以电子云来描述的，所以很难测准它的直径的大小，但可以通过质子体积来计算电子半径：

　　质子的直径约1。61。7×10（ 15 ）m，取半径等于0。82×10（ 15 ）（m）

　　质子体积等于（43）3。1416【0。82×10（ 15）】3（m3）

　　等于（0。5513683。141643）10（ 45）

　　等于1。73224310（ 45）

　　等于2。309610（ 45）（m3）

　　质子比较紧密，乘以系数0。7：

　　电子体积等于（0。72。30961837）10（ 45）

　　等于1。6167183710（ 45）

　　等于0。880110（ 48）（m3）

　　因为：（43）3。1416r3等于0。880110（ 48）m3

　　所以：

　　电子半径r等于【0。88013。1416（34）10（ 48）】（ 3）

　　等于【0。28014（34）】（ 3）10（ 16）

　　等于0。2101（ 3）10（ 16）

　　等于0。594510（ 16）

　　等于5。94510（ 17）（m）

　　一个电子含有5个最小粒子，因为5个最小粒子形成最稳定结构，在运动中不容易分离，而且可以产生磁场和电场。

　　电子体积等于0。880110（ 48）（m3）

　　考虑到电子内有活动空隙，没有质子紧密，乘以系数0。5。

　　最小粒子体积等于（0。50。88015）10（ 48）

　　等于0。0880110（ 48）

　　等于88。0110（ 51）（m3）
　　因为

　　（43）3。1416r3等于88。0110（ 51）（m3）

　　所以

　　最小粒子半径r等于｛（34）【88。0110（ 51）3。1416）】｝（ 3）

　　等于21。01079（ 3）10（ 17）

　　等于2。7610（ 17）（m）

　　最小粒子直径φ等于5。52×10（ 17）m

　　最小粒子是不可分割的粒子。因为最小粒子没有惯性，所以只有能量没有质量。最小粒子带有最小能量单位，这个最小能量单位，就是由普朗克于1918年发现的能量子（从此开创了量子力学时代）。

　　能量子等于h×频率等于6。6310（ 33）焦尔·秒【h为普朗克常数】

　　由于能量子是最小的不可分割的基本单位，所以其对应的粒子也是不可分割的。再说，宇宙球面是由最小粒子构成的，如果最小粒子还可以分割，宇宙球面就因为分解而不稳定了，这样也就不能构成宇宙球面，那么宇宙也不存在了。

　　由于电子带有负电荷，很容易被其它物质捕获，于是两个电子头尾相接而耦合成一副中性的电子对，然后由918个电子对加一个反转电子构成一个质子，因而质子带有一个正电荷，这样，一个质子很自然地就捕获一个电子，电子为了平衡电荷吸力，必须围绕原子核高速旋转，于是形成氢原子。由于两个氢原子的两个电子刚好形成一个化学键，于是形成氢气分子。在高温下，氢是以离子态存在的，在一定温度条件下由氢聚合成为氦，再由氦聚合成其它各种元素。地球是从太阳分离出来的，在分离过程中聚合成现在的所有元素。

　　由于在太阳里，氢元素还在不断地聚合成其它元素，所以氢元素在不断减少。