Atome im Universum

[xanderlein]

Hallo, kann mir jemand sagen wieviele Atome das Gesamte Universum hat?

[Mondkalb]

Es gibt dazu ungefähre Schätzungen, man weiß ja nicht mal genau, wieviele Galaxien es gibt.
Die Zahl der Atome im sichtbaren Universum liegt wohl in der Größenordnung 10^80.

[xanderlein]

Es gibt dazu ungefähre Schätzungen, man weiß ja nicht mal genau, wieviele Galaxien es gibt.
Die Zahl der Atome im sichtbaren Universum liegt wohl in der Größenordnung 10^80.

Hallo, 10^80? Ach na kein Wunder das Ich Mich vertan habe. Ich ging immer von 10^28 aus. Na ja Danke!

http://www.scifi-forum.de/images/smilies/cool.gif

[General Quicksilver]

Naja, das Problem dabei ist aber, das man ja nur eine Schätzung zum Sichtbaren Universum hat...z.B. » Blog Archiv » Die dunkle Strömung der Galaxienhaufen deuten laut dem Artikel bestimmte Hinweise darauf, dass es außerhalb des sichtbaren Universums eine sehr große Massenansamlung geben muss. Daneben ist ja auch noch das Problem, das die wirkliche Größe des Universums auch nur ungefähr bekannt ist (eine untere Grenze von 78000000000 Lj Radius)...http://de.wikipedia.org/wiki/Universum

[McWire]

Sollte der Thread nicht ins Wissenschafts-Forum?

Sagen wir mal wir haben 100 Mrd Galaxien zu je 10 Mrd Sonnenmassen (viele Zwerggalaxien drücken den Durchschnitt).
Wären also 10^21 Sonnenmassen.

Die Sonne hat eine Masse von 2x10^30 kg, womit man auf 2x10^51 kg kommt.

Wenn man alle Elemente des Universum nimmt und den Durchschnitt der Atommasse errechnet, so dürfte dieser bei ca 1,6 u sein (Wasserstoff überwiegt halt doch).

1u=1,66*10^-27 kg

Somit kommt man auf 1,205x10^78 u, was 7,5x10^77 Atomen entspricht.

[Cmdr.Damien]

Daneben ist ja auch noch das Problem, das die wirkliche Größe des Universums auch nur ungefähr bekannt ist (eine untere Grenze von 78000000000 Lj Radius)...Universum ? Wikipedia

Passt vielleicht nicht ganz zur ursprünglichen Fragestellung, aber kann mir jemand erklären, wie es sein kann, dass das Universum 78 Mrd. LJ im Radius hat, während es nur 14 Mrd. Jahre alt ist? Es müsste sich demnach mit fast sechsfacher Lichtgeschwindigkeit ausgebreitet haben, was ja eigentlich nicht geht.

[Bynaus]

78 Mrd LJ ist der Durchmesser des sichtbaren Universums - das heisst, die heutige Entfernung der Region des Universums, aus der uns seit dem Urknall gerade noch Licht erreichen konnte. Auch wenn ein Photon aus dieser Region 14 Mrd LJ zurückgelegt hat und 14 Mrd Jahre lang unterwegs war, hat sich der Raum in der Zwischenzeit ausgedehnt und dabei die Wellenlänge des Photons stark vergrössert (kosmologische Rotverschiebung).

Das Universum ist in seiner Expansionsgeschwindigkeit übrigens nicht an die Lichtgeschwindigkeit gebunden.

[Mondkalb]

Das ist eine Folge der offenbar zunehmenden Expansion des Universums. Die Galaxien bewegen sich nicht mit Überlichtgeschwindigkeit, aber auf großen Distanzen führt die Ausdehnung des Raums dazu, dass sich die Galaxien schneller voneinander entfernen als es ihrer Geschwindigkeit nach möglich wäre.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Mondkalb schrieb nach 17 Minuten und 15 Sekunden:

78 Mrd LJ ist der Durchmesser des sichtbaren Universums - das heisst, die heutige Entfernung der Region des Universums, aus der uns seit dem Urknall gerade noch Licht erreichen konnte. Auch wenn ein Photon aus dieser Region 14 Mrd LJ zurückgelegt hat und 14 Mrd Jahre lang unterwegs war, hat sich der Raum in der Zwischenzeit ausgedehnt und dabei die Wellenlänge des Photons stark vergrössert (kosmologische Rotverschiebung).

Das Universum ist in seiner Expansionsgeschwindigkeit übrigens nicht an die Lichtgeschwindigkeit gebunden.

Auch wenn einem bei diesen Zahlen schon schwindelig werden kann: Aus der Tatsache, dass wir (vermutlich) keine Sonderstellung im Universum einnehmen, ergibt sich eine weitere Schlussfolgerung.
Das für uns sichtbare Universum wäre eigentlich eine Kugel mit einem Radius, der etwa dem Alter des Universums in Lichtjahren entspricht, der Durchmesser wäre also schon ~28 Milliarden Jahre.
Dazu kommt die kosmische Expansion, die die tatsächliche Entfernung zu einer z. B. ~12 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie während der letzen 12 Milliarden Jahre kontinuierlich vergrößert hat. Das ergibt den genannten tatsächlichen Durchmesser des beobachtbaren Universums.
Für etwaige Beobachter in dieser entfernten Galaxie ergäbe sich aber vermutlich die gleiche Situation. Auch dort hat das Universum dieselbe scheinbare Größe wie bei uns. Also ist das Universum schon mindestens anderthalb mal so groß, denn diese beiden Beobachtungsblasen überlappen sich zur Hälfte. Diese Kette ließe sich vielleicht weiter fortsetzen, woraus folgt, dass wir über die tatsächliche Größe des Universums nichts wissen.

Es ist natürlich auch möglich, dass es irgendwo eine Art "Randregion" gibt, von der aus das Universum nicht mehr in allen Richtungen gleich aussieht.

[Cmdr.Damien]

Also ich habe mir die Expansion des Universums immer wie eine Welle auf einem Teich vorgestellt (ist ja naheliegend, wenn man von einem Urknall ausgeht). Der Radius einer solchen Welle kann aber niemals größer sein als das Produkt der Geschwindigkeit und der Zeit.
Wenn man dann sagt, dass die Expansion keiner Geschwindigkeitsbegrenzung unterliegt, dann stimmt das Modell wieder.
Ich weiß aber nicht, ob diese These eine Tatsache ist oder ob sie einfach nur zur Erklärung eines seltsamen Phänomens aufgestellt wurde. Denn irgendwo habe ich gehört c+c=c also es könnte sich nichts schneller als das Licht ausbreiten.

[LuckyGuy]

Die Vorstellung, wie ein Kreis auf dem Wasser, stimmt aber nicht.

Die Expansion des Universums ist eigentlich nichts, was sich in einer Frontwelle vorwärtsbewegt.

Sondern sie findet - außerhalb von Schwerkraftzentren, also insbesondere Galaxien - eigentlich überall statt. Überall entsteht quasi neuer Raum. Und das ist der Grund, warum die Expansionsrate nicht an die LG gebunden ist.

Bei der Expansion des Universums bewegt sich eigentlich gar nichts.

Aber der neue Raum, der zwischen den Galaxien entsteht, der macht den Eindruck der Bewegung.

Je weiter zwei Galaxien voneinander entfernt sind, desto mehr Raum befindet sich zwischen Ihnen (logisch). Je mehr Raum sich zwischen ihnen befindet, desto mehr Raum entsteht natürlich in einer beliebigen Zeiteinheit auch neu. Und irgendwann übersteigt der neu erzeugte Raum eben die LG.

Aber die Relativität wird nicht verletzt, denn nichts bewegt sich. Es entsteht nur jede Menge neuer Raum.

[Sternengucker]

Sollte der Thread nicht ins Wissenschafts-Forum?

Sagen wir mal wir haben 100 Mrd Galaxien zu je 10 Mrd Sonnenmassen (viele Zwerggalaxien drücken den Durchschnitt).
Wären also 10^21 Sonnenmassen.

Die Sonne hat eine Masse von 2x10^30 kg, womit man auf 2x10^51 kg kommt.

Wenn man alle Elemente des Universum nimmt und den Durchschnitt der Atommasse errechnet, so dürfte dieser bei ca 1,6 u sein (Wasserstoff überwiegt halt doch).

1u=1,66*10^-27 kg

Somit kommt man auf 1,205x10^78 u, was 7,5x10^77 Atomen entspricht.

Das ist aber eine ziemlich gewaltige Differenz (Faktor 1000!) gegenüber der ersten Antwort...
Liegt das jetzt an einer zu konservativen Schätzung der Galaxiengröße oder daran dass längst nicht alle Masse in Galaxien liegt?

Wenn in einem anderen Thread von im Durchnitt innergalaktisch 1 Teilchen/Atom/Molekül pro Kubikcentimeter und außerhalb immerhin noch pro Kubik(kilo)meter oder sowas gesprochen wurde, addiert sich das den hier genannten 10 Mrd Galaxien und bei einer "überwiegend leeren" Kugel von mindesten 78 mrd Lichtjahren Durchmesser schon gewaltig schnell zu gewaltig großen Zahlen...

[Mondkalb]

Man kennt ja auch die Zahl der Galaxien nicht genau, es sind alles nur Schätzungen.

[McWire]

Das ist aber eine ziemlich gewaltige Differenz (Faktor 1000!) gegenüber der ersten Antwort...
Liegt das jetzt an einer zu konservativen Schätzung der Galaxiengröße oder daran dass längst nicht alle Masse in Galaxien liegt?

Wenn in einem anderen Thread von im Durchnitt innergalaktisch 1 Teilchen/Atom/Molekül pro Kubikcentimeter und außerhalb immerhin noch pro Kubik(kilo)meter oder sowas gesprochen wurde, addiert sich das den hier genannten 10 Mrd Galaxien und bei einer "überwiegend leeren" Kugel von mindesten 78 mrd Lichtjahren Durchmesser schon gewaltig schnell zu gewaltig großen Zahlen...

Es gibt noch sogenannte "Cooling Flow"... es dürfte gut nochmal soviel baryonische Materie ausserhalb der Galaxien liegen wie innerhalb.
Dazu kommt man ja auch noch die dunkle Materie, die aber natürlich nicht für die Anzahl der Atome mitzählt.

[EREIGNISHORIZONT]

78 Mrd LJ ist der Durchmesser des sichtbaren Universums - das heisst, die heutige Entfernung der Region des Universums, aus der uns seit dem Urknall gerade noch Licht erreichen konnte.[...]
Das Universum ist in seiner Expansionsgeschwindigkeit übrigens nicht an die Lichtgeschwindigkeit gebunden.

Das kapiere ich nun überhaupt nicht.
So wie Cmdr.Damien verstehe ich auch nicht, wie das Universum 78 LJ im Durchmesser sein kann, wenn es doch geschätzte 18 Milliarden Jahre alt ist.

Gehe ich mal davon aus, das ich als Betrachter in der Miitte des Universum in eine Richtung schaue und evtl bei 18 MJ LJ den Anfang des Universums sehe, dann addiere ich weitere 18 MJ LJ und komme somit auf 36 MJ LJ Durchmesser.

Und wieso ist die Expansionsgeschwindigkeit des Universums nicht an die Lichtgeschwindigkeit gebunden?

[LuckyGuy]

Denke Dir mal, das Universum sei endlich, und vor allem: flach und quadratisch. Nur mal so als Gedankenmodell.

Definiere das Universum als ein Gebilde aus 10 mal zehn Quadraten. Jedes Quadrat ist eine Raumeinheit. So weit klar?

So, und nun denken wir uns eine klare, einfache Expansionsregel: In einer Stunde entsteht zwischen zwei aneinandergrenzenden Raumeinheiten jeweils eine neue.

Nach einer Stunde hat das Gesamtquadrat also eine Kantenlänge von 19 Raumeinheiten.

Und nach zwei Stunden? Nicht einfach 9 Einheiten dazu, sondern 18! Also eine Kantenlänge von 37. Und wenn Du - die gleiche Regel, nichts anderes! - noch mal anwendest hat das Gesamtquadrat nach einer weiteren Stunde bereits eine Kantenlänge von 73 Quadraten.

Zwei eng beieinanderliegende, bereits bestehende Raumeinheiten entfernen sich also relativ langsam voneinander, zwei weit entfernt liegende Raumeinheiten um so schneller - trotz gleicher Expansionsregeln.

Nun pack Dir Dein Fahrrad und fahre über das Gesamtquadrat. Du bist nun das Licht. Nah beieinanderliegende Quadrate wirst Du noch erreichen können, aber irgendwann entsteht zwischen Dir und einem weit entfernten Zielpunkt mehr neuer Raum, als Du in der gleichen Zeit zurücklegen kannst. In Deinem Nahbereich hast Du keine Probleme (Und ein weiterer Radler, der an Deinem Wunschzielort weilt, hat in seinem Nahbereich auch keine Probleme. Für alle Radler auf dem gesamten Quadrat gelten die gleichen Regeln).

Aber obwohl jeder von sich im Brustton der Überzeugung behaupten kann, sich weit unter LG zu bewegen, entfernen sich weit entfernte Bezugspunkte mit ÜLG voneinander fort.

Noch irgendwelche Klarheiten?

Im Übrigen hat das Universum einen Durchmesser von mindesten 78 Milliarden LJ. Das ist die Untergrenze, weil man keine Krümmung des Universums nachweisen konnte. Und bei 78 Mrd. Lichtjahren wäre die Grenze, wo es nachweisbar sein sollte, wäre es kleiner. Es kann also 78 Mrd. LJ Durchmesser haben, oder 127, oder 5000, oder auch unendlich sein und gar nicht gekrümmt. Wir wissen es nicht.