银河系里，到底藏着多少颗原子？

一个让人头皮发麻的数字游戏

聊这个之前,我得先坦白一件事——前两天我在厨房煮面，盯着锅里翻滚的水泡，突然想到一个问题：这一锅水里头的原子，比银河系里的恒星还多吧？结果发现，我严重低估了银河系，不仅是恒星多，而是那里面藏着的原子数量，多到我们的大脑几乎装不下这个数字。

我试着用最笨的办法去靠近它。

先数星星，再算原子

天文学家们花了几十年,琢磨出一个大概的范围：银河系里的恒星数量，大约在1000亿到4000亿颗之间，取个中间偏保守的数字，咱们就用2000亿颗好了，太阳是颗普普通通的恒星，质量大约2乘以10的30次方千克，可是银河系里有很多比太阳小的红矮星，也有一小撮巨无霸，按恒星质量分布估算下来，一整条银河系的恒星总质量大约是太阳质量的1000亿倍。

这里暂停一下,看看这个数字怎么写——2后面跟着41个零千克，还没到原子数呢，仅仅是质量。

把这堆恒星拆成氢原子

宇宙大爆炸之后,最慷慨的馈赠就是氢，恒星也好，气体云也好，绝大部头都是氢原子搭起来的，按质量占比算，大约70%是氢，28%是氦，剩下2%是其他重元素，氢原子特别轻，一个才67乘以10的负27次方千克，这就好办了——把整个银河系恒星的总质量，除以一个氢原子的质量，就得到恒星里的原子总数。

我拿笔戳了半天计算器,跳出来的数字是——大约10的67次方个原子，什么概念？1后面拖着67个零，如果你把它写在本子上，一行大概能写50个零，得分两行才写得完。

组成部分	估算原子数（个）
恒星	约 10^67
星际气体和尘埃	约 10^66 - 10^67
暗物质	不计入（非原子形态）
银河系总原子数（粗略）	10^67 - 10^68

差点忘了，还有星际空间的气体

银河系不只是一群明晃晃的星星,恒星与恒星之间，弥漫着稀薄的气体和细小的尘埃，主要也是氢，这个部分虽然密度极低，有些地方每立方厘米才有一个原子，可架不住银河系空间太大了——直径大约10万光年，厚度几千光年，把这些星际介质全算进来，总量甚至能赶上恒星的总质量。

所以刚才那个10的67次方,还得往上再翻一两倍，研究者给出的范围大概是10的67次方到10的68次方个原子之间，不管是67还是68，反正都是恐怖级别的大数。

一个比原子还难缠的家伙——暗物质

说到这里不得不提一件有点扫兴的事,我们刚才算的那些恒星、气体、尘埃，全加在一起，其实只占了银河系总质量的大约15%，剩下85%是暗物质，它不发光，也不跟原子打招呼，可能根本就不是由我们熟悉的那种原子构成的，也就是说，我们聊了半天的那个天文数字，仅仅是银河系舞台上的一小撮主演，幕后的“导演”根本不屑于参与这种计数游戏，这感觉就像你数了一晚上家里有多少粒米，结果发现房子本身有十几层地下室你根本没算进去。

那这个数字到底有多大？试着摸一下它的边

人类的大脑碰到这种量级,基本就放弃思考了，我来提供一个歪招——把它跟地球上最细碎的东西比一比，全地球的沙滩上，沙粒的总数大约是10的21次方颗，这意味着，你需要把地球上每一粒沙子都变成一整个地球，再把新地球上每一粒沙子再变成一整个地球，这样叠两次，里面的沙子总数，才差不多跟银河系里的原子数打个平手，你看，刚感觉自己好像理解了一点，马上又被这个比喻甩出去了。

还有一个更直观的折磨,一摩尔的气体，比如你深吸一口气，那里面大约有6乘以10的23次方个分子，这个数叫阿伏伽德罗常数，高中生学化学的时候都背过，而银河系里的原子数，比这个数还要再大上四十几个数量级，你手上捧着一本书，那书里纸页上的碳原子，就已经比银河系里可观测到的恒星多得多了。

说真的,写到这儿我已经有点恍惚了，我们住在这么一条庞大到近乎荒谬的星系里，星光的尽头飘着无法计数的原子，而它们偏偏又组成了我们的身体、桌上的水杯、窗外梧桐树的每一片叶子，碳、氧、铁——这些在恒星内部锻造出来的原子，此刻正安静地待在你的指尖上，宇宙的荒诞和浪漫，大概就藏在这么个数字里头吧。