Mit Hilfe sehr genialer Berechnungen ermittelte der Physiker die Anzahl der Elementarteilchen im sichtbaren Universum.
Fanatische Mathematiker, die es lieben, alles auf der Welt zu zählen, wollten schon lange die Antwort auf die grundlegende Frage wissen: Wie viele Teilchen gibt es im Universum? Wenn man bedenkt, dass ungefähr 5 Billionen Wasserstoffatome auf nur einen Stiftkopf passen können und jedes von ihnen aus 4 Elementarteilchen (1 Elektron und 3 Quarks in einem Proton) besteht, kann man davon ausgehen, dass die Anzahl der Teilchen im beobachtbaren Universum darüber hinausgeht menschliche Repräsentation.
Wie dem auch sei, der Physikprofessor Tony Padilla von der University of Nottingham hat eine Methode entwickelt, um die Gesamtzahl der Teilchen im Universum ohne Berücksichtigung von Photonen oder Neutrinos abzuschätzen, da sie keine (oder praktisch keine) Masse haben:
Für seine Berechnungen verwendete der Wissenschaftler Daten, die mit dem Planck-Teleskop erhalten wurden, mit dem der CMB gemessen wurde, der die älteste sichtbare Lichtstrahlung im Universum darstellt und somit einen Anschein seiner Grenze bildet. Dank des Teleskops konnten Wissenschaftler die Dichte und den Radius des sichtbaren Universums abschätzen.
Eine weitere notwendige Variable ist der Anteil der in Baryonen enthaltenen Materie. Diese Teilchen bestehen aus drei Quarks, und die bekanntesten Baryonen sind heute Protonen und Neutronen, und deshalb betrachtet Padilla sie in seinem Beispiel. Schließlich müssen Sie für die Berechnung die Massen von Proton und Neutron kennen (die ungefähr miteinander übereinstimmen). Danach können Sie mit der Berechnung beginnen.
Was macht ein Physiker? Es nimmt die Dichte des sichtbaren Universums, multipliziert sie mit einem Bruchteil der Dichte von nur Baryonen und multipliziert dann das Ergebnis mit dem Volumen des Universums. Er dividiert die resultierende Masse aller Baryonen im Universum durch die Masse eines Baryons und erhält die Gesamtzahl der Baryonen. Aber wir interessieren uns nicht für Baryonen, unser Ziel sind Elementarteilchen.
Es ist bekannt, dass jeder Baryon aus drei Quarks besteht - und das brauchen wir. Darüber hinaus entspricht die Gesamtzahl der Protonen (wie wir alle aus dem Chemiekurs der Schule wissen) der Gesamtzahl der Elektronen, die auch Elementarteilchen sind. Darüber hinaus haben Astronomen festgestellt, dass 75% der Substanz im Universum durch Wasserstoff und die restlichen 25% durch Helium dargestellt werden, während andere Elemente bei Berechnungen dieser Größenordnung vernachlässigt werden können. Padilla berechnet die Anzahl der Neutronen, Protonen und Elektronen und multipliziert dann die ersten beiden Positionen mit drei - und wir haben endlich das Endergebnis.
3,28 x 1080.
Werbevideo:
Mehr als drei Millionen.
328.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.
Das Interessanteste ist, dass diese Teilchen angesichts der Größe des Universums nicht einmal den größten Teil ihres Gesamtvolumens ausfüllen. Infolgedessen gibt es nur ein (!) Elementarteilchen pro Kubikmeter des Universums.
Wassili Makarow