La massa dell'universo osservabile cambia mai?

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Per prima cosa dobbiamo anche stimare la massa dell'intero universo osservabile? E poi ci sono dei dati che mostrano che la massa viene guadagnata o persa? Avremmo mai saputo se qualcuno stava giocando con il til.

Voglio anche essere chiaro che non sto parlando di piccole masse alla periferia dell '"universo" o di piccole discrepanze nella misurazione o qualcosa del genere.

Nota: vorrei aggiungere che forse dovremmo definire l'universo osservabile come NOW (x-date) in modo da non calcolare un bersaglio mobile.

universe mass

— blankip
fonte

La messa è dovuta al bosone di Higgs e penso che vi riferiate alla materia e all'energia di qualsiasi tipo.

— user6760

conservazione di massa ed energia: lightandmatter.com/html_books/7cp/ch01/ch01.html Non è noto se l'universo sia un sistema chiuso.

— Wayfaring Stranger

Siamo in grado di misurare la massa dell'intero universo? Questo mette una ruga nella domanda. La mia ipotesi sarebbe no perché non esiste un metodo noto e nessuna osservazione per la creazione di nuova massa di cui io sia a conoscenza, a meno che l'energia oscura non abbia massa, nel qual caso la risposta sarebbe probabilmente sì.

— userLTK

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@ user6760 Non è del tutto vero. Solo una parte della massa proviene dal meccanismo di Higgs, vale a dire la massa del

W^{\pm}

$W^{\pm}$ e

Z

$Z$ bosoni per la forza debole. Il protone, tuttavia, ottiene solo l'1% della sua massa dai suoi quark costituenti e le masse di quark sono intrinseche, piuttosto che derivate dal meccanismo di Higg. Il resto viene dall'energia cinetica dei quark e dalla forza forte che li lega.

— zibadawa timmy,

Da qualche parte là fuori c'è il bordo dell'universo osservabile, e su quel bordo, ci saranno atomi di idrogeno completamente ignari del fatto che si stanno allontanando da noi alla velocità della luce vicina. Stanno semplicemente andando alla deriva con il solito assortimento di velocità casuali locali. Quando due di questi atomi si scontrano, uno potrebbe essere sollevato sopra la velocità della luce rispetto a noi e scomparire dall'universo osservabile. Ciò abbasserebbe la massa osservabile. È solo una piccola cosa cinetica attraverso una barriera, ma potremmo persino captare un fotone dalla ionizzazione collisionale in un tale evento.

— Wayfaring Stranger,

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Anche se ti riferisci solo alla materia "ordinaria" (come stelle, gas e biciclette) e alla materia oscura , la massa dell'Universo osservabile aumenta, non perché la massa viene creata, ma perché le dimensioni dell'Universo osservabile aumenta. Tra un miliardo di anni possiamo vedere cose che oggi sono troppo lontane perché la luce ci raggiunga, quindi il suo raggio è aumentato. Dalla messa $M$ è uguale a densità $\rho_\mathrm{M}$ volte volume $V$ , $M$ aumenta.

Come si dice chiamato2voyage, abbiamo diversi modi per misurare la densità e sappiamo che è vicino $3\times10^{-30}\,\mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}$ . Il raggio è $R = 4.6\times10^{28}\,\mathrm{cm}$ , quindi la massa è

M = ρ_{M} \frac{4 π}{3} R^{3} ≃ 10^{57} g,

$M = \rho_\mathrm{M} \frac{4\pi}{3}R^3 \simeq 10^{57}\,\mathrm{g},$ o

5 \times 10^{23} M_{⊙}

$5\times10^{23}M_\odot$ (Masse solari).

Tuttavia, un altro fattore contribuisce all'aumento di massa, vale a dire la cosiddetta energia oscura , che è una forma di energia attribuita allo spazio vuoto. Da quando l'Universo si espande, l'energia oscura viene creata continuamente.

— Pela
fonte

Hai usato il raggio di circa 46 miliardi di anni luce, la stima attuale e la risposta qui sotto, il dottor Jagadheep Pandian ha usato 13,8 miliardi di anni luce, quindi hai trovato risposte che erano fuori di circa un fattore di 30 usando la stessa densità. Sono curioso di sapere quale sia corretto. La mia ipotesi è che lo sia, ma sono curioso di averlo verificato.

— userLTK

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@userLTK: Sì, sembra che Jagadheep abbia un errore nella sua descrizione. Sebbene l'Universo abbia 13,8 miliardi di anni (Gyr), possiamo vedere più lontano di 13,8 miliardi di anni luce (Gly), perché nel frattempo l'Universo si è espanso. Il risultato esatto può essere trovato integrando (numericamente) l'equazione di Friedmann nel tempo, e risulta essere approssimativamente 46,5 Gly. Dal momento che, per inciso, questo risultato può anche essere espresso in circa 14 miliardi di parsec (Gpc), potrebbe anche essere questo a confondere Jagadheep.

— pela,

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La massa dell'universo osservabile può essere derivata dalla sua densità.

Secondo il dott. Jagadheep D. Pandian:

La densità della materia nell'universo può essere misurata con vari mezzi, che sono troppo tecnici per approfondire a questo punto: le persone misurano la densità studiando le fluttuazioni dello sfondo cosmico a microonde, supercluster, nucleosintesi del Big Bang, ecc.

Utilizzando la densità e le dimensioni dell'universo osservabile, la massa può essere derivata da 3 x 10 ⁵⁵ g. Questa cifra include sia la materia oscura che la materia tradizionale.

Immagino che una deviazione storica nella massa potrebbe essere rilevabile se fosse significativa, ma non riesco a immaginare cosa potrebbe causare una deviazione che sarebbe rilevabile sulla scala di cui stiamo parlando.

Fonte:

Qual è la massa dell'Universo? (Intermedio) - Cornell University, Chiedi a un astronomo

— chiamato2voyage
fonte

Come sottolineato da userLTK, l'autore di questa fonte ha usato un valore del raggio dell'Universo osservabile che è approssimativamente un fattore 3 troppo piccolo. Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che si è dimenticato di spiegare il fatto che l'Universo si sta espandendo o perché ha usato accidentalmente anni luce invece di parsecs (vedere il mio commento a userLTK sotto la mia risposta).

— pela,

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No, hanno semplicemente usato il valore sbagliato per il raggio dell'universo osservabile.

— Rob Jeffries,

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L'apparente densità dell'universo non è coerente con le osservazioni disponibili. A causa della velocità relativamente lenta della luce, le osservazioni non riflettono le distribuzioni effettive.

Le galassie sono ora osservate in posizioni e dimensioni miliardi di anni fa. Mentre la nostra Via Lattea ha una dispersione di tempo computazionale nel corso di milioni di anni.

Aggiungete a ciò che le galassie si stanno osservando chiaramente allontanarsi l'una dall'altra a una velocità superiore alla velocità della luce, significa che ci sono galassie che si allontanano da noi a velocità maggiori della velocità della luce e probabilmente non vengono rilevate a causa della loro firma debolmente dispersa.

L'universo osservabile è probabilmente distorto con sufficiente variabilità in prove attendibili, il che rende impraticabile la misurazione della densità universale e inaffidabile.

— Toni
fonte

La densità dell'Universo non è determinata contando le galassie visibili. E ovviamente la velocità finita della luce viene presa in considerazione in tutti i calcoli. Nessuna incoerenza qui.

— pela,

Se osserviamo le galassie che si allontanano l'una dall'altra a una velocità superiore alla velocità della luce, allora abbiamo galassie che si allontanano da noi a una velocità maggiore della velocità della luce. Inoltre, basato sulla separazione dovuta alla relatività (entropia) e all'universo come spazio / tempo che sperimenta la dissipazione. In base alla velocità della luce dovrebbe esserci un limite al quale possiamo vedere il bordo del nostro universo noto basato sulla luce. Mentre le galassie nel nostro campo molto lontano viaggiano tutte più velocemente della velocità della luce lontano da noi. A meno che alcuni paesi lontani non viaggino verso di noi, il che significherebbe un universo più grande

— Toni

Se il Big Bang è come un'esplosione, E Dark Matter si comporta come un elastico. Quindi i sistemi circostanti di galassie sono stati fatti esplodere verso l'esterno, fino a quando Dark Matter ha riportato indietro le galassie esterne. Che un universo molto più grande di quello che percepiamo è nelle modalità di oscillazione perpetua. NON dirlo, ma personalmente non conosco una contraddizione correlata.

— Toni,

math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/grav_speed. html Se la gravità si propaga alla velocità della luce, anche in questo caso i calcoli della densità basati sulla gravimetria sono incredibilmente distorti. La domanda è. "Cosa può essere valutato per determinare un'accurata distribuzione della massa? Compresi la Materia Bianca, la Materia Oscura e altre forme che contribuiscono alla densità che ancora non possiamo rilevare?"

— Toni,

Scusa Toni, ma sembra che tu abbia diversi equivoci sull'astronomia. Le galassie si allontanano l'una dall'altra a una velocità proporzionale alla loro separazione, quindi per distanze sufficientemente grandi, sì, si allontanano più velocemente della velocità della luce. Non è un problema per i calcoli che eseguiamo. Le galassie non furono "fatte esplodere" dal Big Bang. Non è così che è successo il Big Bang e le galassie non esistevano fino a diverse centinaia di milioni di anni dopo. La materia oscura non "agisce come un elastico e riporta indietro le galassie"; la materia oscura agisce attraverso la gravità, proprio come la materia ordinaria, e i due sono completamente mescolati.

— pela,

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Rimane una questione di semantica, che è semplicemente cosa si intende per "universo osservabile". Il fatto è che persone diverse significheranno cose diverse con quella stessa frase. In effetti, il Wiki sull '"universo osservabile" si contraddice nel suo primo paragrafo, affermando innanzitutto che "L'universo osservabile è una regione sferica dell'Universo comprendente tutta la materia che può essere osservata dalla Terra in questo momento, perché luce e altro i segnali provenienti da questi oggetti hanno avuto il tempo di raggiungere la Terra dall'inizio dell'espansione cosmologica ", ma poi quattro frasi dopo ne cambia il significato, dicendo" Ogni posizione nell'Universo ha il suo universo osservabile, che può o meno sovrapporsi al uno centrato sulla Terra ". Quindi sembrano scegliere un'età universale particolare per il loro significato, ma non necessariamente un punto di vista particolare. Ma nota che in questo senso, non c'è modo di rispondere a come cambia nel tempo, poiché esiste solo in una sola volta.

Questo significato ci offre varie scelte su come estendere "l'universo osservabile" avanti e indietro nel tempo. Ad esempio, potremmo prendere tutta la roba nell'odierno "universo osservabile" dalla Terra e chiederci dove sarà quella roba in futuro e dove si trovava in passato. Quindi possiamo usare un linguaggio come "quando l'universo osservabile aveva le dimensioni di un pompelmo", ecc., Ma notiamo l'ambiguità: quando applicato al futuro, come "quale sarà l'universo osservabile in un momento del genere, "invariabilmente immaginiamo di aggiornare ciò che potrebbe essere visto dagli esseri del giorno, ma quando applicato al passato, generalmente non immaginiamo che ci siano degli esseri, quindi non aggiorniamo quello che sarebbe il loro universo osservabile, noi prendi il nostro e limitalo.

Quindi, francamente, il termine è davvero un casino, e quindi per rispondere alla tua domanda, dovremmo chiarire quale significato stai assumendo. Supponiamo che tu intenda "universo osservabile" che aggiorna costantemente ciò che gli esseri ipotetici potrebbero osservare se esistessero sulla Terra in quel momento, quindi abbiamo una massa dipendente dal tempo. Con l'invecchiamento della Terra, ci sarà più tempo perché la luce ci raggiunga, quindi l'universo osservabile aumenterà di dimensioni, ma non necessariamente aumenterà di massa. Supponendo che l'accelerazione continui come previsto, la massa dell'universo osservabile aumenterà di qualcosa come un fattore 2, raggiungerà un massimo e quindi inizierà a diminuire. Le sue dimensioni aumenteranno sempre con il tempo, ma la sua massa diminuirà.

— Ken G
fonte

Il termine "Universo osservabile" ha un significato preciso e ben compreso: sono gli eventi che si trovano nel passato causale conforme di un dato osservatore in movimento in un dato momento.

— John Davis,

Ho anche dimenticato di aggiungere, a condizione che l'Universo sia dominato dalla materia o dall'energia oscura, quindi la massa dell'Universo osservabile aumenterà sempre.

— John Davis,

Quello che sto dicendo è che il tuo significato non è quello che troverai nella maggior parte dei luoghi. Non sto affermando che un significato preciso sia impossibile, sto dicendo che non è quello che viene usato.

— Ken G,

Inoltre, perché deve essere il passato causale "conforme": il passato causale non è già un concetto ben definito? E anche un osservatore che non si muove deve avere un universo osservabile? Infine, la tua affermazione non suona corretta-- Penso che sia ampiamente accettato che un universo dominato dall'energia oscura abbia una massa di universo osservabile che cade nel tempo, questo è certamente ciò che afferma il Wiki.

— Ken G,

Su quest'ultimo punto, potrebbe essere che lo stia confondendo con l'orizzonte degli eventi, per cui le galassie la cui evoluzione che potremmo in linea di principio monitorare nel tempo cosmico cadono dalla nostra sfera di influenza e noi dalla loro. Quindi potremmo vedere la loro evoluzione solo fino a un certo punto, ma sembrerebbero rallentare fino a fermarsi ed essere profondamente spostati verso il rosso, quindi inosservabili nella pratica, ma il significato dell'universo osservabile riguarda solo ciò che potremmo vedere in linea di principio e se noi potevano vederli in qualsiasi fase della loro storia.

— Ken G,