Question

如果让宇宙所有原子的原子核和电子都紧挨着，那会有多大？

Answer 1

虽然液体和固体非常难以压缩，但其实组成物质的原子非常空旷，原子中超过99%都是空的。但由于电磁力的存在，阻止了原子被压缩成又小又密的状态。如果把人的原子内空间都去掉，人会被压缩到15微米。那么，如果压缩宇宙中所有的原子，使原子核和电子都紧紧挨着，不留空隙，该物质会有多大？

事实上，在宇宙中就有类似这种状态的天体，那就是白矮星。对于质量不超过太阳8倍的中低质量恒星，当它们耗尽核燃料之时，将会发生引力坍缩，自身重力会压碎原子的电子壳层，使得原子核被紧密压缩在一起，这样的天体被称为白矮星。经过强烈压缩之后，白矮星的平均密度可达10亿千克/立方米。

那么，如果把宇宙中的所有物质压缩成白矮星的状态，那么，该物质会有多大？

首先，这里讨论的宇宙指的是可观测宇宙，因为我们不清楚整个宇宙的确切大小。其次，这里讨论的物质是指由原子构成的普通物质，不包括那些数量更多的神秘暗物质和暗能量。

据估计，可观测宇宙中的普通物质总质量至少为10^53千克。根据下式：

m=ρ·V=ρ·4/3πr^3

由此可以算出r≈30光年。

可以看到，宇宙空间和原子空间真的非常空旷。可观测宇宙的半径在压缩前可达465亿光年，而其中的所有物质压缩成白矮星的状态之后，半径仅为30光年，这要远远小于星系的尺度。

不过，如果把宇宙中的所有物质压缩成白矮星的状态，这并不会稳定。由于自身重力足够强大，这会导致电子和中子简并压力都被重力压垮，导致物质无限坍缩，最后的结果将会成为黑洞。那么，这个黑洞会有多大呢？

根据史瓦西半径：

这个黑洞的视界半径只与质量有关，代入数据可以算出为157亿光年。这是一个相当大的范围，没有任何东西可以逃出该区域。

此前，有人猜测，我们会不会就在一个黑洞的内部呢？

虽然这个猜测看似合理，但计算结果表明并不成立。因为可观测宇宙半径远大于157亿光年，而整个宇宙的大小更是不可测量。

Answer 2

宇宙所有的电子都挨着，那就会导致宇宙的爆炸，因为太拥挤了，而且它们的运行速度非常高，这样就会导致内部温度非常的热，当一个球体裹不住的时候，它必然会爆炸。

Answer 3

事实上，我们通过公式的计算是可以算出来的，但是在我们宇宙中。到底有多少原子和电子我们还无法估计还无法证实，所以这样的猜想我们也无法计算核实。

Answer 4

如果是将可观测到的宇宙的原子核和电子紧挨的话，那将会是几十亿光年的半径。而如果是整个宇宙的话，则不可测量，毕竟宇宙太大了。

Answer 5

这个估计是无穷大，毕竟电子和原子核不会反应，它们只能是在外围累计，而且宇宙中这样的粒子特别多，说不定每天也有新的粒子产生。