Apakah massa alam semesta yang dapat diamati pernah berubah?

8

Pertama, apakah kita harus memperkirakan massa seluruh alam semesta yang dapat diamati? Lalu apakah ada data yang menunjukkan massa diperoleh atau hilang? Akankah kita tahu jika seseorang bermain dengan til.

Saya juga ingin menjadi jelas bahwa saya tidak berbicara tentang massa kecil di pinggiran "alam semesta" atau perbedaan kecil dalam pengukuran atau hal semacam itu.

Catatan: Saya ingin menambahkan bahwa mungkin kita harus mendefinisikan semesta yang dapat diamati sebagai SEKARANG (x-date) sehingga kita tidak menghitung target bergerak.

universe mass

— blankip
sumber

Misa adalah karena boson higgs dan saya pikir Anda mengacu pada materi dan energi dalam bentuk apa pun.

— user6760

konservasi massa dan energi: lightandmatter.com/html_books/7cp/ch01/ch01.html Tidak diketahui apakah alam semesta adalah sistem tertutup.

— Wayfaring Stranger

Apakah kita bisa mengukur massa seluruh alam semesta? Itu menimbulkan kerutan pada pertanyaan itu. Dugaan saya adalah tidak karena tidak ada metode yang diketahui dan tidak ada pengamatan untuk penciptaan massa baru yang saya ketahui, kecuali energi gelap memiliki massa, dalam hal ini, jawabannya mungkin adalah ya.

— userLTK

1

@ user6760 Itu tidak sepenuhnya benar. Hanya beberapa massa berasal dari mekanisme Higgs, yaitu massa dan boson untuk gaya lemah. Proton, bagaimanapun, hanya mendapat 1% dari massa dari quark konstituennya, dan massa quark bersifat intrinsik, bukan berasal dari mekanisme Higg. Sisanya berasal dari energi kinetik quark dan kekuatan kuat yang mengikat mereka.

W^{\pm}

$W^{\pm}$

Z

$Z$

— zibadawa timmy

Di suatu tempat di luar sana adalah ujung dari alam semesta yang dapat diamati, dan di tepi itu, akan ada atom hidrogen yang sama sekali tidak menyadari fakta bahwa mereka mundur dari kita di dekat kecepatan cahaya. Mereka hanya berkeliaran dengan bermacam-macam kecepatan lokal dan acak yang biasa. Ketika dua atom seperti itu bertabrakan, seseorang mungkin ditendang ke atas kecepatan cahaya relatif terhadap kita dan menghilang dari alam semesta yang dapat diamati. Itu akan menurunkan massa yang bisa diamati. Ini hanya hal kinetik kecil di penghalang, tetapi kita bahkan dapat mengambil foton dari ionisasi tumbukan dalam peristiwa semacam itu.

— Wayfaring Stranger

4

Bahkan jika Anda hanya merujuk materi "biasa" (seperti bintang, gas, dan sepeda) dan materi gelap , massa Alam Semesta yang diamati meningkat, bukan karena massa diciptakan, tetapi karena ukuran Alam Semesta yang dapat diamati meningkat. Dalam satu miliar tahun dari sekarang, kita dapat melihat hal-hal yang hari ini terlalu jauh bagi cahaya untuk mencapai kita, sehingga radiusnya telah meningkat. Karena massa sama dengan kepadatan kali volume , meningkat. $M$ $\rho_\mathrm{M}$ $V$ $M$

Seperti yang disebut2voyage menyebutkan, kami memiliki beberapa cara untuk mengukur kepadatan, dan kami tahu itu mendekati . adalah , jadi massanya adalah atau (Massa matahari). $3\times10^{-30}\,\mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}$ $R = 4.6\times10^{28}\,\mathrm{cm}$

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

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

5 \times 10^{23} M_{⊙}

$5\times10^{23}M_\odot$

Namun, faktor lain berkontribusi pada peningkatan massa, yaitu energi gelap , yang merupakan bentuk energi yang dikaitkan dengan ruang kosong. Sejak Semesta mengembang, energi gelap terus diciptakan sepanjang waktu.

— pela
sumber

Anda menggunakan jari-jari sekitar 46 miliar tahun cahaya, perkiraan saat ini dan jawaban di bawah ini, Dr. Jagadheep Pandian menggunakan 13,8 miliar tahun cahaya sehingga Anda menghasilkan jawaban yang tidak aktif dengan faktor 30 menggunakan kepadatan yang sama. Saya ingin tahu yang mana yang benar. Dugaan saya adalah milik Anda, tetapi saya penasaran ingin diverifikasi.

— userLTK

1

@userLTK: Ya, sepertinya Jagadheep memiliki kesalahan dalam deskripsinya. Meskipun Alam Semesta berumur 13,8 miliar tahun (Gyr), kita dapat melihat lebih jauh dari 13,8 miliar tahun cahaya (Gly) jauhnya, karena Semesta telah berkembang sementara itu. Hasil pasti dapat ditemukan dengan mengintegrasikan (secara numerik) persamaan Friedmann dari waktu ke waktu, dan ternyata menjadi sekitar 46,5 Gly. Karena kebetulan, hasil ini juga dapat dinyatakan sebagai sekitar 14 miliar parsec (Gpc), mungkin juga ini yang membingungkan Jagadheep.

— pela

1

Massa alam semesta yang dapat diamati dapat diturunkan dari kerapatannya.

Menurut Dr. Jagadheep D. Pandian:

Kepadatan materi di alam semesta dapat diukur dengan berbagai cara, yang terlalu teknis untuk masuk pada titik ini: orang mengukur kerapatan dengan mempelajari fluktuasi dalam Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik, superclusters, nukleosintesis Big Bang, dll.

Dengan menggunakan kerapatan dan ukuran alam semesta yang dapat diamati, massa dapat diturunkan menjadi 3 x 10 ⁵⁵ g. Angka ini termasuk materi gelap dan tradisional.

Saya membayangkan bahwa penyimpangan historis dalam massa mungkin dapat dideteksi jika signifikan, tetapi saya tidak dapat membayangkan apa yang menyebabkan penyimpangan yang dapat dideteksi pada skala yang sedang kita bicarakan.

Sumber:

Berapakah massa Semesta? (Menengah) - Cornell University, Ask an Astronomer

— disebut2vokasiage
sumber

Seperti yang ditunjukkan oleh userLTK, penulis sumber ini telah menggunakan nilai jari-jari Alam Semesta yang dapat diamati yang kira-kira merupakan faktor dari 3 terlalu kecil. Ini bisa jadi karena dia lupa menjelaskan fakta bahwa Semesta berkembang, atau karena dia secara tidak sengaja menggunakan tahun cahaya alih-alih parsec (lihat komentar saya ke userLTK di bawah jawaban saya sendiri).

— pela

1

Tidak, mereka hanya menggunakan nilai yang salah untuk jari-jari alam semesta yang dapat diamati.

— Rob Jeffries

-2

Kepadatan alam semesta yang tampak tidak konsisten dengan pengamatan yang tersedia. Karena kecepatan cahaya yang relatif lambat, pengamatan tidak mencerminkan distribusi aktual.

Galaksi sekarang sedang diamati dalam posisi dan ukuran miliaran tahun yang lalu. Sementara Bima Sakti kita sendiri memiliki dispersi waktu komputasi selama jutaan tahun.

Tambahkan juga bahwa galaksi-galaksi bergerak terpisah satu sama lain pada kecepatan yang lebih tinggi, artinya ada galaksi-galaksi yang bergerak menjauh dari kita dengan kecepatan yang lebih besar daripada kecepatan cahaya dan kemungkinan tidak terdeteksi karena tanda tangannya yang tersebar lemah.

Alam semesta yang dapat diamati kemungkinan condong dengan variabilitas yang cukup dalam bukti yang dapat dipercaya, yang membuat pengukuran kepadatan universal menjadi tidak praktis, dan tidak dapat dipercaya.

— Toni
sumber

Kepadatan alam semesta tidak ditentukan dengan menghitung galaksi yang terlihat. Dan jelas kecepatan cahaya yang terbatas diperhitungkan dalam semua perhitungan. Tidak ada inkonsistensi di sini.

— pela

Jika kita mengamati galaksi yang bergerak terpisah satu sama lain lebih besar dari kecepatan cahaya, maka kita memiliki galaksi yang bergerak terpisah dari kita dengan kecepatan lebih besar dari kecepatan cahaya. Juga, berdasarkan pemisahan karena relativitas (entropi) dan alam semesta sebagai ruang / waktu yang mengalami disipasi. Berdasarkan kecepatan cahaya harus ada batas di mana kita dapat melihat tepi alam semesta kita yang diketahui berdasarkan cahaya. Karena galaksi-galaksi di medan kita yang jauh semuanya bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya yang menjauh dari kita. Kecuali beberapa orang dari jauh menjangkau kita, yang berarti alam semesta yang lebih besar

— Toni

Jika Big Bang seperti ledakan, AND Dark Matter bertindak seperti karet gelang. Kemudian sistem galaksi di sekitarnya diterbangkan ke luar, sampai Dark Matter menarik galaksi luar kembali. Yang akan menunjukkan bahwa berpotensi tidak ada Big Bang. Alam semesta yang jauh lebih besar dari apa yang kita rasakan adalah dalam mode osilasi abadi. BUKAN mengatakan itu, tapi saya pribadi tidak tahu tentang kontradiksi terkait.

— Toni

math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/grav_speed. html Jika gravitasi merambat dengan kecepatan cahaya, sekali lagi perhitungan kepadatan berdasarkan gravimetri sangat miring. Pertanyaannya adalah. "Apa yang bisa dievaluasi untuk menentukan distribusi massa yang akurat? Termasuk Materi Putih, Materi Gelap, dan bentuk lain yang berkontribusi terhadap kepadatan yang belum bisa kita deteksi?"

— Toni

Maaf Toni, tetapi Anda tampaknya memiliki beberapa kesalahpahaman tentang astronomi. Galaksi surut satu sama lain pada tingkat yang sebanding dengan pemisahan mereka, jadi untuk jarak yang cukup besar, ya, mereka surut lebih cepat dari kecepatan cahaya. Itu tidak masalah untuk perhitungan yang kami lakukan. Galaksi tidak "meledak" oleh Big Bang. Itu bukan bagaimana Big Bang terjadi, dan galaksi tidak ada sampai beberapa ratus juta tahun kemudian. Materi gelap tidak "bertindak seperti karet gelang dan menarik galaksi kembali"; materi gelap bertindak melalui gravitasi, sama seperti materi biasa, dan keduanya tercampur secara menyeluruh.

— pela

-2

Masih ada pertanyaan tentang semantik, yang sederhananya, apa yang dimaksud dengan "alam semesta yang dapat diamati". Faktanya adalah, orang yang berbeda akan mengartikan hal yang berbeda dengan ungkapan itu. Memang, Wiki pada "alam semesta yang dapat diamati" bertentangan dengan dirinya sendiri dalam paragraf pertama, menyatakan pertama bahwa "Alam semesta yang dapat diamati adalah wilayah bulat dari Semesta yang terdiri dari semua materi yang dapat diamati dari Bumi pada saat ini, karena cahaya dan lainnya sinyal dari benda-benda ini memiliki waktu untuk mencapai Bumi sejak awal ekspansi kosmologis ", tetapi kemudian empat kalimat itu berubah maknanya, mengatakan" Setiap lokasi di Alam Semesta memiliki alam semesta yang dapat diamati sendiri, yang mungkin atau mungkin tidak tumpang tindih dengan satu berpusat di Bumi. " Jadi mereka tampaknya memilih usia universal tertentu untuk maknanya, tetapi belum tentu titik pandang tertentu. Tetapi perhatikan bahwa dalam makna ini, tidak ada cara untuk menjawab bagaimana itu berubah dengan waktu, karena hanya ada pada satu waktu.

Makna ini memberi kita berbagai pilihan untuk bagaimana memperluas "alam semesta yang dapat diamati" maju dan mundur dalam waktu. Sebagai contoh, kita bisa mengambil semua barang di "alam semesta yang dapat diamati" hari ini dari Bumi, dan bertanya di mana benda itu akan berada di masa depan, dan di mana benda itu berada di masa lalu. Kemudian kita dapat menggunakan bahasa seperti "ketika alam semesta yang dapat diamati seukuran jeruk bali," dll., Tetapi perhatikan ambiguitasnya: ketika diterapkan ke masa depan, seperti "apa yang akan diamati oleh alam semesta yang dapat diamati pada saat ini-dan-pada saat itu, "Kami selalu membayangkan memperbarui apa yang bisa dilihat oleh makhluk-makhluk saat itu, tetapi ketika diterapkan ke masa lalu, kami umumnya tidak membayangkan ada makhluk sama sekali, jadi kami tidak memperbarui seperti apa jagat raya mereka yang dapat diamati, kami ambil milik kita dan menyusutkan saja.

Sejujurnya, istilah ini benar-benar berantakan, dan untuk menjawab pertanyaan Anda, kami perlu mengklarifikasi makna yang Anda ambil. Mari kita asumsikan yang Anda maksud adalah "alam semesta yang dapat diamati" yang terus-menerus memperbarui apa yang dapat diamati oleh makhluk hipotetis seandainya mereka ada di Bumi pada saat itu, maka kita memiliki massa yang tergantung waktu. Seiring pertambahan usia Bumi, akan ada lebih banyak waktu bagi cahaya untuk mencapai kita, sehingga alam semesta yang teramati akan bertambah besar ukurannya, tetapi massa itu tidak akan bertambah. Dengan anggapan percepatan berlanjut seperti yang diharapkan, massa alam semesta yang teramati akan meningkat sekitar 2 faktor, mencapai maksimum, dan kemudian mulai berkurang. Ukurannya akan selalu meningkat seiring waktu, tetapi massanya kemudian akan berkurang.

— Ken G
sumber

Istilah "Alam Semesta yang Dapat Diobservasi" memiliki makna yang tepat dan dipahami dengan baik: itu adalah peristiwa yang berada dalam masa lalu kausal konformal dari pengamat yang diberikan pada waktu tertentu.

— John Davis

Saya juga lupa menambahkan, asalkan Semesta didominasi materi atau energi gelap didominasi maka massa Alam Semesta yang teramati akan selalu meningkat.

— John Davis

Yang saya katakan adalah bahwa makna Anda bukanlah apa yang akan Anda temukan di sebagian besar tempat. Saya tidak mengklaim bahwa makna yang tepat tidak mungkin, saya katakan itu bukan apa yang digunakan.

— Ken G

Juga, mengapa itu harus menjadi masa lalu kausal "konformal" - bukan masa lalu kausal yang sudah merupakan konsep yang didefinisikan dengan baik? Dan bukankah seharusnya seorang pengamat yang tidak datang memiliki alam semesta yang dapat diamati juga? Akhirnya, klaim Anda tidak terdengar benar - saya pikir secara luas diterima bahwa alam semesta yang didominasi energi gelap memiliki massa alam semesta yang dapat diamati yang jatuh bersama waktu, itulah yang diklaim oleh Wiki.

— Ken G

Pada poin terakhir itu, bisa jadi saya membingungkannya dengan horizon peristiwa, di mana galaksi-galaksi yang pada prinsipnya dapat kita pantau dari waktu ke waktu kosmik jatuh dari ruang pengaruh kita, dan kita dari mereka. Jadi kita hanya bisa melihat evolusi mereka sampai pada titik tertentu, tetapi mereka akan tampak lambat terhenti dan menjadi sangat redshifted, jadi tidak dapat diamati dalam praktiknya, tetapi arti dari alam semesta yang dapat diamati hanyalah tentang apa yang bisa kita lihat pada prinsipnya dan jika kita bisa melihat mereka di setiap tahap sejarah mereka.

— Ken G