在廣闊無垠的宇宙中，從渺小的行星到龐大的星系，從神秘的暗物質(zhì)到推動(dòng)膨脹的暗能量，各類天體共同構(gòu)成了這個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。盡管宇宙尺度遠(yuǎn)超想象，但科學(xué)家已能通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠^測(cè)與計(jì)算，大致估算出它的總質(zhì)量。

社交媒體上流傳的 “正反宇宙抵消后質(zhì)量為零”“宇宙質(zhì)量?jī)H 28 克” 等說法，均無科學(xué)依據(jù)；目前科學(xué)界公認(rèn)的宇宙總質(zhì)量約為 10?3 千克，這一龐大數(shù)字的得出，依賴于一套從 “單個(gè)恒星” 到 “整個(gè)宇宙” 的層層推算方法。

要估算宇宙總質(zhì)量，第一步是精準(zhǔn)測(cè)算單個(gè)恒星的質(zhì)量，而太陽的質(zhì)量測(cè)算堪稱 “標(biāo)桿案例”。作為太陽系的中心天體，太陽的引力主導(dǎo)著行星的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)萬有引力定律，行星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期、軌道半徑與太陽質(zhì)量存在明確關(guān)聯(lián) —— 只需測(cè)量某顆行星（如地球）與太陽的距離（約 1.5 億公里），以及其繞太陽公轉(zhuǎn)的周期（約 365 天），代入公式即可計(jì)算出太陽質(zhì)量（約 2×103?千克）。

這一方法同樣適用于宇宙中其他恒星。隨著觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)恒星的質(zhì)量與其光譜特征、絕對(duì)亮度存在緊密聯(lián)系：質(zhì)量越大的恒星，發(fā)出的光越強(qiáng)，光譜中特定波長(zhǎng)的輻射也越顯著（即 “質(zhì)光關(guān)系”）。通過天文望遠(yuǎn)鏡收集恒星的光譜數(shù)據(jù)、測(cè)量其亮度，再結(jié)合 “質(zhì)光關(guān)系”，就能快速推算出遙遠(yuǎn)恒星的質(zhì)量，為后續(xù)星系質(zhì)量計(jì)算奠定基礎(chǔ)。

測(cè)算完單個(gè)恒星質(zhì)量，下一步是擴(kuò)展到星系層面，以銀河系為例。通過觀測(cè)銀河系的圓盤狀結(jié)構(gòu)、不同區(qū)域恒星的分布密度，再結(jié)合恒星繞銀心（銀河系中心）的公轉(zhuǎn)速度，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了關(guān)鍵線索：銀河系邊緣的恒星，其公轉(zhuǎn)速度遠(yuǎn)超 “僅靠可見恒星引力支撐” 的理論值。這說明存在大量不可見的暗物質(zhì)，通過引力維系著星系的穩(wěn)定。結(jié)合可見恒星總質(zhì)量與暗物質(zhì)的引力貢獻(xiàn)，最終可估算出銀河系總質(zhì)量約為 1.5×10?1 千克（其中暗物質(zhì)占比超 90%）。

有了銀河系的質(zhì)量作為參考，就能進(jìn)一步推算宇宙總質(zhì)量。宇宙在大尺度上呈現(xiàn) “各向同性” 特征 —— 無論從哪個(gè)方向觀測(cè)，單位體積內(nèi)的星系數(shù)量、分布密度都大致相同?；谶@一特性，科學(xué)家先通過觀測(cè)確定可觀測(cè)宇宙內(nèi)的星系總數(shù)（約 2 萬億個(gè)），再利用 “星系光度 — 質(zhì)量關(guān)系”（類似恒星的 “質(zhì)光關(guān)系”，星系的亮度與其總質(zhì)量正相關(guān)），結(jié)合銀河系的質(zhì)量與光度比值，推算出其他星系的平均質(zhì)量。

最后，疊加暗物質(zhì)與暗能量的貢獻(xiàn)（暗物質(zhì)約占宇宙總質(zhì)量的 27%，暗能量雖不直接體現(xiàn)為 “質(zhì)量”，但根據(jù)質(zhì)能方程 E=mc2，其能量等效質(zhì)量約占 68%），最終得出宇宙總質(zhì)量約為 10?3 千克。這一數(shù)字并非憑空猜測(cè)，而是通過 “恒星 — 星系 — 宇宙” 的層層驗(yàn)證，結(jié)合暗物質(zhì)、暗能量的觀測(cè)數(shù)據(jù)，形成的科學(xué)界共識(shí)，也為我們理解宇宙的起源與演化提供了關(guān)鍵依據(jù)。