如何測出宇宙的質量？

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關于如何測出宇宙的質量，以下摘錄了兩種方法，并非‘精’準，僅供參考——

測算一：

如果我們這個宇宙的總質量是不變，遵守質量守恒定律，也不允許具有相對論質量的光子逃脫我們這個宇宙，宇宙越膨脹，物質密度逐漸變稀，溫度也逐漸降低，就到了光子逃脫的臨界點。

設宇宙和光子的質量分別為m、m，光子到宇宙中心的距離為r（也是宇宙允許的最大半徑），光子的速度為c。由于光子運動所需的向心力是由二者間萬有引力提供的，故可得：f＝gmm/，fm2/r，mpv4pπ/3，已知g＝6.67x1011n·m2/kg2，c2.99792458x108米／秒，理論計算得出的臨界密度為p5x1027kg/m3，π3.141592653，

得宇宙的總質量m3（3/4pπg3）0.53.415788x1053kg，

宇宙允許的最大半徑r＝2645億光年，

我們生活其中的宇宙中約有近2000億個星系，小的星系有幾十億顆恒星，大的星系約有近4000億顆恒星，每個星系平均約有2000億顆恒星，恒星大約總共有:34百萬億億顆.即（34）x1022顆。取值3x1022

我們所處的太陽系中的太陽為中等大小的恒星，太陽的質量為1.98892乘以10的33次方克。據上，我們可以得到，我們生活其中的

宇宙中可見物質的質量：m15.96676乘以10的55次方克0.596676x1053kg.

其它物質質量（可能是暗物質質量）：m2mm13.415788x1053kg0.596676x1053kg2.819112x1053kg而我們可以看到的物質只占宇宙總物質量的17.46％左右。

其它物質質量（可能是暗物質質量）占宇宙總物質量82.54％：——

測算二：

測量質量需要相當的前置知識，細說起來的話還真是‘挺’費工夫呢

首先要得到太陽的質量：

通過相對簡單的牛頓定律計算，就可以得到太陽的大致質量

但是其他恒星和太陽不一樣啊

根據觀測一些雙星系統、有行星的恒星系中，天體的軌道、速率、周期等，可以算出這顆恒星的質量

但不是每顆恒星都能這么算啊

觀測到一定數量的恒星的質量后，就可以得到一個規律，它描述的是質量與光度之間的關系，將它們掛鉤在一起的就是恒星的光譜比如，處于主星序的恒星質量越大溫度越高，光譜類型也有相應的特征這樣，分析一顆恒星的光譜，用測到的亮度結合算出的距離推出絕對亮度，再按照上述規律反演，就可以算出一顆恒星的質量

于是就得到所有恒星的質量了嗎？

不是，因為我們能看到的幾乎所有恒星都處于銀河系內，而銀河系中大部分恒星我們是看不見的（被銀河本身擋住的處于另一側的部分），所以要確定銀河系的結構。一是根據觀測來繪出可見部分的恒星分布，二是觀測河外星系的形態來反推銀河系。于是得到了銀河的大致形態，是一個旋渦星系

這樣就得到了可見部分的質量

我們可以看到的部分約占銀河系的40％，這個比例足夠大，所以可以用它的特征去推整個銀河系的特征，于是我們知道銀河系中70％都是太陽這樣（甚至更弱）的恒星，剩下30％大部分是大質量恒星、中子星、黑‘洞’，及相當數量的褐矮星，（還有數不盡的行星、碎石塊、星云等但它們的質量可以忽略不計），于是就得到了可見物質的質量

于是就得到了銀河系的質量了嗎？

不是。通過觀測不同距離的恒星的繞銀心公轉速率可知，僅靠可見物質不足以維持大部分恒星繞銀心公轉，計算可知暗物質占有相當大的比例；通過觀測銀河系星簇中一些矮星系向銀河系掉落的速度可知，僅靠可見物質不可能讓它們達到這樣的加速度；一些被甩出銀河的恒星也可以提供數據。綜合很多觀測和計算，暗物質占銀河系質量的7成以上。算上它們的質量，才能得到銀河系的總質量

然后就可以拿銀河的特征去算河外星系的質量

和根據規律去推恒星質量一樣，拿到了銀河的數據，就可以去觀測河外星系的總光度、光譜成分、尺寸、附近矮星系的繞行速度等，算出一個河外星系的大致質量

難道要每個星系都算一遍？

當然不行，全宇宙有數千億個星系呢。但是經過相當的觀測后，可以認為星系的分布基本是各向同‘性’的，向東看能看到100個星系的話，向西看也能看到100個，并且不同類型比例都差不多。所以未統計區域的質量就可以根據已知區域的情況去推算。這樣可以得到所有可見物質的總質量

那么暗物質呢？

這就需要涉及到宇宙加速膨脹的問題了。假定使空間擴張的能量叫做暗能量，而可見物質質量已知，那么計算擴張的速度等（具體我也不知道要算哪些啦）就可以得到暗物質的大致質量。現今測到的結果，是暗能量占73％，暗物質占23％，普通物質則只有不到4％

最終結果呢？

1053kg，這是一個估值

20122015傲宇閣