Przy pomocy bardzo sprytnych obliczeń fizyk ustalił liczbę cząstek elementarnych w widzialnym wszechświecie.
Fanatyczni matematycy, którzy uwielbiają liczyć wszystko na świecie, od dawna chcieli poznać odpowiedź na fundamentalne pytanie: ile cząstek znajduje się we wszechświecie? Biorąc pod uwagę, że około 5 bilionów atomów wodoru może zmieścić się tylko na jednej główce szpilki, a każda z nich składa się z 4 cząstek elementarnych (1 elektron i 3 kwarki w protonie), można bezpiecznie założyć, że liczba cząstek w obserwowalnym wszechświecie przekracza reprezentacja ludzka.
Tak czy inaczej, profesor fizyki Tony Padilla z Uniwersytetu w Nottingham opracował sposób szacowania całkowitej liczby cząstek we Wszechświecie bez uwzględniania fotonów lub neutrin, ponieważ nie mają one (a raczej praktycznie nie mają) masy:
W swoich obliczeniach naukowiec wykorzystał dane uzyskane za pomocą teleskopu Plancka, który posłużył do pomiaru KMPT, które jest najstarszym widzialnym promieniowaniem świetlnym we Wszechświecie i tym samym tworzy pozór jego granicy. Dzięki teleskopowi naukowcy byli w stanie oszacować gęstość i promień widzialnego wszechświata.
Kolejną niezbędną zmienną jest ułamek materii zawarty w barionach. Cząstki te składają się z trzech kwarków, a najbardziej znanymi obecnie barionami są protony i neutrony, dlatego w swoim przykładzie Padilla je rozważa. Na koniec do obliczeń musisz znać masy protonu i neutronu (które z grubsza pokrywają się ze sobą), po czym możesz rozpocząć obliczenia.
Co robi fizyk? Pobiera gęstość widzialnego wszechświata, mnoży ją przez ułamek gęstości samych barionów, a następnie mnoży wynik przez objętość wszechświata. Dzieli wynikającą z tego masę wszystkich barionów we Wszechświecie przez masę jednego barionu i otrzymuje całkowitą liczbę barionów. Ale nie interesują nas bariony, naszym celem są cząstki elementarne.
Wiadomo, że każdy barion składa się z trzech kwarków - i tego właśnie potrzebujemy. Co więcej, całkowita liczba protonów (jak wszyscy wiemy ze szkolnego kursu chemii) jest równa całkowitej liczbie elektronów, które są jednocześnie cząstkami elementarnymi. Ponadto astronomowie ustalili, że 75% substancji we Wszechświecie jest reprezentowane przez wodór, a pozostałe 25% to hel, podczas gdy inne pierwiastki można pominąć w obliczeniach w tej skali. Padilla oblicza liczbę neutronów, protonów i elektronów, a następnie mnoży pierwsze dwie pozycje przez trzy - iw końcu otrzymujemy ostateczny wynik.
3,28x1080.
Film promocyjny:
Ponad trzy vigintilliony.
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.
Najciekawsze jest to, że biorąc pod uwagę skalę Wszechświata, cząsteczki te nawet nie wypełniają większości jego całkowitej objętości. W rezultacie na metr sześcienny Wszechświata przypada tylko jedna (!) Cząstka elementarna.
Wasilij Makarow
