Question

地球上沙子的总量是恒星的沙子总量的多少倍？

Answer 1

答案是恒星更多。我们来计算一下就知道了：

关于地球上沙粒总数的估计

地球土地总面积= 148,940,000 平方公里

148,940,000 X（1000/1）^ 2 = 1.4894x10 ^ 14平方米

取沙层覆盖平均深度为6米：

1.4894 x 10 ^ 14 x（6）= 8.9364x10 ^ 14

取砂粒的体积= 1mm3 x (1米/ 1000毫米）^ 3 = 10 ^ -9立方米

地球陆地表面6米深以内的全部沙粒总数为

8.9364x14 / 10 ^ -9 = 8.9364X10 ^ 23 颗

上面是以所有陆地面积来计算的，而且平均按6米深来计算沙层覆盖深度。这可能高估某些覆盖着裸露岩石的地区沙粒的总数的情况。我们也不能把卵石、小石子等大颗粒算成沙粒对吧。

在网上搜了下，网上有关地球上所有沙滩沙漠的沙粒的数量估计为：7.5 x 10^18粒沙子。但具体怎么算出来的不大清楚。

上图：不同粒度的颗粒的称谓不同，比较粗的那种才叫沙。最细的就叫黏土了。粒度的标准选取不同，那么计算差异也很大。

但这些估算偏差范围太大了，计算方法，取值的偏差都会带来巨大的差异。

但我们可以做一个上限的估计，即如果地球全部都是沙子最多可能有多少颗沙子，这样有助于我们了解这个问题的极限情况。我们从估算一颗沙子的质量开始，用地球的全部质量除以沙子的质量，即可得到把地球完全变成沙子会得到的沙粒的总数。

一粒沙子的质量

沙是一种由各种类型岩石分解产生的沉积物。一旦与原始烃源岩分开，就会被风、水甚至冰侵蚀和运输。沙子经常作为沙丘落在湖泊或河流的沉积物上，或者最终到达海洋的深处，在那里它可能会硬化成沉积岩。砂的大小，颜色和成分各不相同。

• 根据《世界图书百科全书》“科学家们将沙子定义为直径为1/400英寸（0.06毫米）到1/12英寸（2.1毫米）的颗粒。”，计算出来沙子的质量大约为：0.67-23毫克。

上图：不同粒度沙子的尺寸

计算方法如下：

由于砂的粒度可以变化，因此单个砂粒的质量可以根据其尺寸和组成而变化。使用直径范围，通过使用球体积的公式获得砂粒的体积= 4 /3π·半径^3。

因为我们知道石英的密度，使用密度公式：

密度=质量/体积

我们可以获得两种直径范围内的单粒沙子的质量。

直径=0.060毫米，体积=2.51×10^-10立方米，质量=6.66×10^-4 克= 0.67毫克

直径=2.10毫米，体积=8.80×10 -9 立方米，质量=23.3×10^-2 克→23毫克

上图：砂石尺寸划分表

我们就取较小的0.67毫克这个值吧，也就是说沙粒非常细。

地球如果完全由沙子构成，总共有多少颗沙子？

• 地球质量为5.97237×10^24千克（乘以24个零）=5.97237×10^27克
• 一颗沙子0.67毫克，就是0.67×10^-3克

所以地球的质量，包括海洋所有生物内部的气体在内完全变成沙子大约是8.9139850746268656716417910447761×10^30颗沙子。

但显然，地球上的沙子远没有这么多。这里估算出来的是绝对最大极值。

上图：地球上主要的沙漠。

宇宙中有多少颗恒星呢？

2016年10月，“科学”杂志上的一篇文章（基于哈勃太空望远镜的深场图像）表明，在可观测的宇宙中有大约2万亿个星系（2x10^12），或者比先前提出的星系大约多10倍。英国诺丁汉大学天体物理学教授克里斯托弗·康塞利斯（Christopher Conselice）认为，星系中平均有大约1亿颗恒星。

据估计，银河系的恒星质量为1000亿个“太阳质量”，或者是太阳质量的1000亿倍（1x10^11），因为太阳质量比较接近我们银河系内的恒星的平均质量，按此计算，那么银河系中平均大约就有1000亿颗恒星。然而，这取决于恒星的尺寸，其实有大量的恒星都比太阳小。而根据其他一些资料估计表明，银河系可能拥有2000亿颗星或更多的恒星（1x10^11）。

有学者粗略的估计宇宙中有10万亿个星系，乘以银河系估计的1000亿颗恒星，粗略计算宇宙中大概有：1,000,000,000,000,000,000,000,000颗恒星，1后面24个零的。而其他学者则认为这个数字可能是一个严重的低估，因为更详细的宇宙观测将显示更多的星系。宇宙的星系数量远不止10万亿个，而每个星系的恒星数量也远不止1000亿颗。

上图：该图片概述了于2018年4月25日发布的第二次盖亚数据发布的内容。包含近17亿颗恒星的信息。包括很多恒星在天空中的位置和亮度，它们的颜色，表面温度和速度的数据。仅仅是人类的太空观测站短短几年就可以搜集17亿颗恒星的数据。宇宙真的是太浩瀚了。

盖亚号是欧洲航天局（ESA）的一个空间观测站，于2013年发射，预计将运行至2022年。 该航天器专为天体测量而设计：以前所未有的精度测量恒星的位置，距离和运动等。

结论

从前面用全陆地面积估算和网上搜索到的计算结果来看，地球上的沙粒是远远没有宇宙中恒星数量多的。而且就算地球的所有质量都变成极细的沙粒，最多也只不过比我们在这里估算的宇宙中的总恒星数多出6个数量级（6个0）。而实际上我们在这里估算的也仅仅是可见宇宙的恒星数量，不可见的宇宙部分到底还有多少恒星，天知道呢。所以我们大体可以得出结论，地球上沙粒的数量基本上没有可能比宇宙中恒星的数量多。