Quale percentuale di idrogeno oggi non è mai stata in una stella

È ovvio che parte dell'idrogeno e dell'elio che si sono formati direttamente come prodotto del big bang potrebbero non essere mai caduti in una stella per essere espulsi quando quella stella esplode. La mia domanda è, data la migliore teoria, quale percentuale di quella materia è riuscita a spostarsi senza essere risucchiata in una stella. Abbiamo qualche idea?

cosmology matter hydrogen

— AgilePro
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Circa il 70% della materia barionica nell'universo è idrogeno, con una densità media di circa $4\times 10^{-29}$ kg / m $^3$ .

La maggior parte delle stelle che sono mai nate sono ancora vive, dal momento che una stella media è solo circa $0.25 M_{\odot}$ e ha una vita molto più lunga dell'età dell'universo (così poco materiale è stato effettivamente riciclato).

Se assumiamo che ci siano $10^{22}$ stelle di $0.25 M_{\odot}$ in un universo osservabile di raggio 47 miliardi di anni luce, che sono il 70% di H in massa, l'idrogeno "stellare" è solo una parte su 73.

Quindi, c'è un solo nucleo di idrogeno (un protone) in una stella per ogni 73 nell'universo. Questo rapporto sarebbe stato più piccolo in passato (ad esempio quando nacque il Sole). Ma come ho già detto, la maggior parte di questo idrogeno (circa il 90%) è nelle stelle che vivono più a lungo dell'universo. Pertanto la mia stima molto approssimativa è che circa 1 atomo di idrogeno su ogni 1000 sulla Terra è stato all'interno di una stella. Ciò contrasta nettamente con il dire che il 100% degli atomi di carbonio e ossigeno sono stati all'interno di una stella.

EDIT: Per essere onesti, questo calcolo dipende molto da quante stelle ci sono nell'universo osservabile. Questo numero è molto incerto e potrebbe essere più alto - forse $10^{23}$ (vedi qui ), nel qual caso i miei numeri sono in qualche modo pessimisti e potrebbe essere più simile a 1 atomo H in 7 è all'interno di una stella e 1 atomo H in circa 100 sulla Terra erano all'interno di una stella. Tuttavia, non penso che ci sia alcun dubbio sul fatto che la maggior parte dell'idrogeno nell'universo non sia, e non sia mai stata, in una stella, ma se si tratta del 90% o del 99% è ancora discutibile.

— Rob Jeffries
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Stai usando il numero di stelle oggi, ma non devi considerare la durata di una stella e il numero di stelle che sono esistite in passato? Hmmm, in secondo luogo sembra che la vita stellare sia tra i miliardi di anni, quindi non ci sono stati così tanti fatturati. Per calcolare la quantità di materia terrestre proveniente dalle stelle, non è necessario considerare innanzitutto il numero di stelle morte nella vita dell'universo? La materia rimasta nelle stelle non conta.

— AgilePro,

@AgilePro Come ho detto nella mia risposta, la stragrande maggioranza (90%) di idrogeno "stellare" è rinchiusa in stelle di bassa massa con vite molto più lunghe di quella dell'universo. La stella media ha una massa di circa un quarto quella del Sole e una vita di molte decine di miliardi di anni. Se guardi attentamente, mi sono adattato a questo fattore nei miei calcoli della frazione di atomi di H sulla Terra che sono stati in una stella.

— Rob Jeffries,

Affascinante che il diametro dell'universo conosciuto è molto più grande della sua età. Ciò non implica l'espansione FTL durante non solo durante i suoi primi momenti, ma molto più a lungo? Ed è davvero noto che la percentuale di stelle di 1/4 della massa solare si è mantenuta vera nell'universo primordiale? Le masse stellari più grandi nell'universo primordiale aumenterebbero drasticamente la percentuale di elementi più pesanti.

— Tom Russell,

@TomRussell Ci sono diversi SE Q = Come sulla dimensione dell'universo osservabile (e una pagina di Wikipedia en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe ). Solo le primissime stelle avrebbero potuto essere molto grandi. La maggior parte della formazione stellare si è verificata a turni rossi di 2-3 e non in materiale incontaminato. Tuttavia, hai ragione, non sappiamo che la distribuzione di massa delle stelle era la stessa dell'universo locale. Ecco perché ho detto "Se assumiamo ...".

— Rob Jeffries,