如果厨房秤能称十个银河系，数值会溢出成什么样

前几天在菜市场买土豆，老板往秤上一放，显示屏跳出"2.3千克"，我盯着那串数字突然走了神——要是把这台秤对准夜空，想称十个银河系，它大概会在显示"error"之前先把自己的电路烧穿，不过话说回来，这事儿其实挺有意思的，因为银河系的质量本身就是一个让人脑仁疼的问题,更别提十个了。

你可能会想，天文学家难道不能直接"称"一下吗？问题就出在这儿，银河系里我们能看见的恒星、气体、尘埃，加起来确实有个数，但真正占大头的,偏偏是我们看不见的东西。

我们先搞清楚单个银河系有多"沉"

打个比方吧，你面前有个巨大的果冻，里面嵌着各种水果丁，那些水果丁我们能看见，但果冻本身是透明的，银河系就类似这个结构——恒星像水果丁，暗物质像透明的果冻，天文学家想称整个果冻的重量,不能只数水果丁。

那怎么办？有个巧妙的方法，靠"甩"，星系边缘有一些星团或者卫星星系绕着银河系转，转的速度取决于银河系的总质量，转速越快，说明引力越强，中心那个大家伙就越重，通过测量这些"探针"的速度，科学家反推出整个银河系的质量大约是5万亿倍太阳质量，2019年《天体物理学杂志》上有篇论文，用的是盖亚卫星和哈勃望远镜的数据，算出来的结果差不多就是这个数量级，不同研究团队的数据会有点浮动，有人算出来是1万亿，有人算到2万亿,但基本就在这个范围里晃荡。

这里得插一句，太阳质量本身已经够吓人了——一颗太阳就占了整个太阳系总质量的99.86%，地球在它面前连个零头都算不上，万亿倍太阳质量"这个说法,已经超出了日常经验的边界。

十个银河系，数字开始往荒谬的方向跑

简单乘一下，十个银河系的质量就是15万亿倍太阳质量，这个数字长什么样？写出来是这样的：

表述方式	数值
太阳质量倍数	5 × 10¹³ M☉
千克（kg）	约 3 × 10⁴³ kg
吨	约 3 × 10⁴⁰ 吨

3后面跟着43个零，单位是千克，我对这种数字的直观感受是这样的：地球上所有沙子的数量大约是10¹⁸这个量级，已经让人数不过来了，而十个银河系的质量需要用10⁴³来描述，比地球沙子总数还要多出25个数量级，什么叫25个数量级？就是把"沙子总数"再乘上一万亿亿亿,差不多就追上了。

说实话，写到这儿我自己都有点恍惚,这些数字已经不属于日常语言的管辖范围了。

看不见的部分才最要命

更有趣的是，这15万亿倍太阳质量里，我们能看到的恒星和气体只占一小部分，暗物质的比例可能高达85%到90%。

这意味着什么？意味着你实际上是在称一个几乎看不见的东西，天文学家确定暗物质存在，靠的就是引力效应——星系的旋转曲线在边缘本应降下来，结果却平坦得很，说明外围有大量看不见的质量在提供额外引力，这就像你推着购物车转弯，明明车里只放了一袋面包,却感觉像装了十袋大米一样重。

薇拉·鲁宾在上世纪70年代发现这个现象时，整个天文学界都愣住了，后来大量观测都印证了这一点，包括引力透镜效应——大质量天体弯曲光线，让我们看到后面星系的虚像，弯曲程度暴露了暗物质的数量，根据普朗克卫星的宇宙微波背景辐射数据，整个宇宙中普通物质只占5%不到，暗物质占27%，剩下的是暗能量，银河系作为单个星系，暗物质比例比宇宙平均值还高，这很正常,因为暗物质是星系形成的骨架。

十个银河系的质量，在全宇宙里算个什么水平

单个银河系在宇宙里算是"大家伙"，但也不是巨无霸级别的，本星系群里，仙女座星系比银河系还大一圈，质量可能是银河系的1.5到2倍，而十个银河系的质量加起来，大约相当于一个小型星系团的质量。

这么说吧：

• 银河系：约1.5万亿太阳质量，是本星系群第二大星系
• 十个银河系：约15万亿太阳质量，接近室女座星系团里一个小型子团的质量
• 室女座星系团总质量：约1千万亿太阳质量，比十个银河系大三个数量级
• 可观测宇宙总质量：约10⁵³千克，又是另一个维度的数字了

室女座星系团离我们大约5000万光年，里面有上千个星系，十个银河系塞进去，也就占个角落，但放在宇宙的大尺度结构里，这个质量已经足够在周围形成一个引力洼地,吸引更多小星系靠过来。

其实每次琢磨这些数字，我都觉得天文学家用"太阳质量"当单位是件很聪明的事，在面对10⁴⁰这种数字时，说"15万亿个太阳质量"至少还能让人在脑子里拼凑出一个模糊的轮廓——虽然也拼不太清楚，但这大概就是我们面对宇宙时的常态了，数字太大，大到只剩下一个方向感，你知道它极其庞大，但庞大到什么程度,只能靠类比和海量的零去勉强触摸边缘。

菜市场那只电子秤还在滴滴响，下一个顾客的番茄放上去了，0.8千克,我突然觉得这个数字亲切得不行。