为什么宇宙是粒子构成？

因为

原始宇宙空间是绝对黑暗和绝对低温的环境

任何物质在这样的环境下都会崩解成为最小的基本单位而以气态的形式存在着

所以

宇宙空间中的物质是最小的气态粒子或元素物质

在一定的电磁和温度条件下发生聚集后才形成了星球

而地球上的元素

是在阳光的作用下形成的复合元素

譬如氢氧元素

就是复合了宇宙粒子元素形成的多种元素

在形成的水分子中

还可以分解出其它气体和矿物元素

从而水星产生了地球

我们总会用“天文数字”来形容非常大的数字，但任何东西都不会多于这个数字：宇宙中的粒子总数。

粒子极其微小，一根大头针的针头就可以容纳五万亿个氢原子，并且每个氢原子中都包含四个粒子（一个电子，以及一个中子包含的三个夸克）。因此，在整个可观测宇宙中，粒子的数量远远超出了我们所理解的范围。那么，宇宙中究竟有多少个粒子呢？

对此，诺丁汉大学的物理学家Tony Padilla教授提出了一种估计宇宙粒子总数的方法，其中不计光子和中微子的数量，因为它们没有质量或者近乎没有质量（光子没有静止质量，中微子的质量比电子小一百万倍）。

在计算过程中，Padilla教授使用来自普朗克太空望远镜的数据。该空间望远镜专门用于测量宇宙微波背景，这是我们可以看到的最古老光线，来自宇宙大爆炸之后10万年。通过普朗克数据，科学家可以知道可观测宇宙的密度为8.64×10^(-30) g/cm^3，半径为4.38×10^28 cm（约465亿光年）。

为计算宇宙粒子总数，另一个需要的变量是存储在重子中的物质比例，这个数值为0.0485。重子是由三个夸克组成，组成普通物质原子核的质子和中子是最常见的重子，所以Padilla教授只考虑这两者。最后，再知道质子和中子的质量（两者大致相同，均约为1.67×10^(-24) g），就能估算可观测宇宙中的粒子总数。

把宇宙密度乘以存储在重子中的物质比例，再乘以宇宙的体积，就能得到宇宙的重子总质量。然后，然后再把宇宙的重子总质量除以一个重子的质量，就能得到宇宙的重子总数。但是我们不是求宇宙的重子总数，而是宇宙的粒子总数。

每个重子由三个夸克组成，这是所求粒子的一部分。此外，宇宙呈现电中性，所以宇宙的质子总数约等于电子总数，这是所求粒子的另一部分。宇宙由大约75%的氢和大约25%的氦组成，在如此大规模的计算中，宇宙的其余组成均可忽略不计。使用这些信息，就能计算出中子数、质子数以及相应的电子数。最后，把质子数和中子数乘以三并相加，再加上电子总数，就能得出宇宙中的粒子总数。

计算可得，宇宙中的粒子总数为3.28×10^80个，大约三亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿个。尽管粒子总数庞大，但仍不足以填满整个宇宙，因为平均每立方米的宇宙空间仅有一个粒子。

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