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由于宇宙空间在加速膨胀，宇宙诞生到现在的时间和光速都是有限的，所以我们所能观测的范围也是有限的——被限定在以地球为中心，半径为465亿光年的区域，这就是可观测宇宙。而宇宙的另一部分处在我们的观测范围之外，所以我们无法了解到整个宇宙的情况，下面的估算都是以可观测宇宙为基础。 为了估算可观测宇宙中的原子数量，首先需要知道宇宙中的物质和能量组成。宇宙中26%为组成不明的暗物质，69%为组成不明的暗能量，只有5%是由原子组成的普通物质，另外还有极少比例的光子和中微子。 在普通物质中，氢最多，质量占比高达75%；紧随其后的是氦，质量占比接近25%。也就是说，比氦更重的元素在宇宙中非常少。这是因为氢和氦是在宇宙最初时刻合成出来的，而其他元素都是在与恒星有关的过程中合成出来的。 接下来，只要知道可观测宇宙的总质量和氢原子、氦原子的质量，就能估算出可观测宇宙中的原子总数。 根据美国宇航局（NASA）的威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）公布的数据，可观测宇宙的平均密度约为9.9×10^-27千克/立方米。而可观测宇宙的半径约为4.4×10^26米，所以可观测宇宙的总质量为： M=ρV=ρ4/3πr^3=3.5325×10^54千克 由于普通物质的占比为5%，所以可观测宇宙中的普通物质总质量为： Mo=0.05M=1.76625×10^53千克 另一方面，一个氢原子的质量为1.6736×10^-27千克，一个氦原子的质量为6.6465×10^-27千克，由此就能计算出氢原子和氦原子的数量分别为： n1=0.75Mo/m1=7.9×10^79个 n2=0.25Mo/m2=6.6×10^78个 因此，可观测宇宙中的原子总数约为： N≈n1+n2=7.9×10^79+6.6×10^78=8.56×10^79个 此外，每个氢原子中包含一个质子和一个电子，每个质子中又有三个夸克，所以每个氢原子包含了4个基本粒子，由此可以算出可观测宇宙中氢原子包含了3.16×10^80个基本粒子。另一方面，每个氦原子中包含两个质子、两个中子和两个电子，每个中子也是由三个夸克组成，所以每个氢原子包含了14个基本粒子，由此可以算出可观测宇宙中氦原子包含了9.24×10^79个基本粒子。因此，可观测宇宙中总共存在大约4×10^80个基本粒子。 另据估计，围棋的变化总数可达10^170，这个数量要远高于可观测宇宙中的原子总数。但整个宇宙有多大现在还不明确，所以究竟是围棋的变化总数更多，还是整个宇宙中的原子总数更多，目前不得而知。 如果整个宇宙非常大，甚至是无限大，那么，围棋的变化总数不会多于整个宇宙中的原子总数。反之，如果整个宇宙只比可观测宇宙大了没多少，那么，围棋的变化总数将会超过整个宇宙中的原子总数。 |
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