Ποιος είναι ο όγκος του σύμπαντος και πώς υπολογίστηκε;
Το παρατηρήσιμο σύμπαν αναφέρεται στην περιοχή του χώρου που είναι ορατό σε εμάς λόγω των περιορισμών της ταχύτητας του φωτός. Είναι το μέρος του σύμπαντος που μπορεί να παρατηρηθεί από τη Γη χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια και άλλα μέσα.
Ο υπολογισμός του όγκου του παρατηρήσιμου σύμπαντος περιλαμβάνει αρκετές υποθέσεις και μετρήσεις:
1. ταχύτητα φωτός και ηλικία του σύμπαντος:
Υποθέτουμε ότι το σύμπαν έχει επεκταθεί με σταθερό ρυθμό από το Big Bang. Η ταχύτητα του φωτός παρέχει ένα όριο για το πόσο το φως μπορεί να ταξιδέψει με την πάροδο του χρόνου. Το παρατηρήσιμο σύμπαν είναι ο όγκος που θα μπορούσε να ταξιδέψει το φως από το Big Bang.
2. σταθερά Hubble:
Η σταθερά Hubble (H0) είναι ένα μέτρο του ρυθμού επέκτασης του σύμπαντος. Καθορίζεται με την παρατήρηση της κόκκινης μετατόπισης των απομακρυσμένων γαλαξιών και τη μέτρηση της ταχύτητας ύφεσης τους. Η σταθερά Hubble βοηθά στην εκτίμηση της απόστασης σε αυτούς τους γαλαξίες.
3. απόσταση comoving:
Η απόσταση comoving (DC) είναι ένα μέτρο απόστασης που λαμβάνει υπόψη την επέκταση του σύμπαντος με την πάροδο του χρόνου. Ορίζεται ως η απόσταση που θα είχε ένα αντικείμενο εάν το σύμπαν δεν επεκτείνεται. Η απόσταση comoving σε έναν γαλαξία υπολογίζεται χρησιμοποιώντας το redshift και τη σταθερά Hubble.
4.
Προσεγγίζουμε το σχήμα του παρατηρήσιμου σύμπαντος ως σφαίρα που επικεντρώνεται στη γη. Ο όγκος μιας σφαίρας δίνεται από τον τύπο V =(4/3) πρ^3, όπου r είναι η ακτίνα.
5. ακτίνα του παρατηρήσιμου σύμπαντος:
Για να υπολογίσουμε την ακτίνα του παρατηρήσιμου σύμπαντος, χρησιμοποιούμε τη σχέση μεταξύ της απόστασης και της ηλικίας του σύμπαντος. Υποθέτοντας ότι το σύμπαν είναι περίπου 13,8 δισεκατομμυρίων ετών, μπορούμε να καθορίσουμε ότι το μέγιστο φως απόστασης θα μπορούσε να έχει ταξιδέψει κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.
Συνδέοντας τις μετρούμενες τιμές για τη σταθερά Hubble και την ηλικία του σύμπαντος στον τύπο για την απόσταση από την απόσταση, μπορούμε να εκτιμήσουμε την ακτίνα του παρατηρήσιμου σύμπαντος. Αυτή η ακτίνα μας επιτρέπει στη συνέχεια να υπολογίσουμε τον όγκο χρησιμοποιώντας τον τύπο για τον όγκο μιας σφαίρας.
Ο σημερινός εκτιμώμενος όγκος του παρατηρήσιμου σύμπαντος είναι περίπου 93 δισεκατομμύρια έτη φωτός σε ακτίνα και έχει όγκο περίπου 4 × 10^80 κυβικά έτη φωτός (ή περίπου 1,2 × 10^27 κυβικά parsecs).
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτοί οι υπολογισμοί βασίζονται στην τρέχουσα κατανόηση του σύμπαντος και μπορεί να αλλάξουν με νέες παρατηρήσεις και βελτιώσεις στην κατανόηση της κοσμολογίας μας.
