Berapa persen dari hidrogen saat ini yang belum pernah ada di bintang

Bisa dipastikan bahwa beberapa hidrogen dan helium yang terbentuk langsung sebagai produk big bang mungkin tidak akan pernah jatuh ke dalam bintang untuk dikeluarkan kembali ketika bintang itu meledak. Pertanyaan saya adalah, mengingat teori terbaik, berapa persen dari masalah itu telah berhasil melayang tanpa tersedot menjadi bintang. Apakah kita punya ide?

cosmology matter hydrogen

— AgilePro
sumber

Sekitar 70% dari materi baryonic di alam semesta adalah hidrogen, dengan kepadatan rata-rata sekitar kg / m . $4\times 10^{-29}$ $^3$

Sebagian besar bintang yang pernah dilahirkan masih hidup, karena rata-rata bintang hanya sekitar dan memiliki masa hidup lebih lama dari usia alam semesta (sehingga sangat sedikit materi yang benar-benar telah didaur ulang). $0.25 M_{\odot}$

Jika kita mengasumsikan ada bintang di alam semesta yang dapat diamati dengan radius 47 miliar tahun cahaya, yaitu 70% H berdasarkan massa, hidrogen "bintang" hanya satu bagian dalam 73. $10^{22}$ $0.25 M_{\odot}$

Jadi, hanya ada satu inti hidrogen (proton) di sebuah bintang untuk setiap 73 di alam semesta. Rasio ini akan lebih kecil di masa lalu (Misalnya ketika Sun lahir). Tapi seperti yang saya sebutkan, sebagian besar hidrogen ini (sekitar 90%) ada di bintang-bintang yang berumur lebih panjang dari alam semesta. Oleh karena itu perkiraan saya yang paling kasar adalah bahwa sekitar 1 atom hidrogen dalam setiap 1000 di Bumi telah berada di dalam sebuah bintang. Ini sangat berbeda dengan mengatakan bahwa 100% atom karbon dan oksigen telah berada di dalam bintang.

EDIT: Agar adil, perhitungan ini sangat bergantung pada berapa banyak bintang yang ada di alam semesta yang dapat diamati. Angka ini sangat tidak pasti dan bisa lebih tinggi - mungkin (lihat di sini ), dalam hal ini angka saya agak pesimistis dan mungkin lebih seperti 1 H atom dalam 7 berada di dalam bintang dan 1 H atom di sekitar 100 di Bumi ada di dalam bintang. Namun, saya tidak berpikir ada argumen bahwa mayoritas hidrogen di alam semesta tidak, dan tidak pernah, dalam bintang, tetapi apakah itu 90% atau 99% masih bisa diperdebatkan. $10^{23}$

— Rob Jeffries
sumber

Anda menggunakan jumlah bintang hari ini, tetapi tidakkah Anda perlu mempertimbangkan masa hidup bintang, dan jumlah bintang yang ada di masa lalu? Hmmm, setelah dipikir-pikir, tampaknya bintang seumur hidup ada dalam miliaran tahun, jadi belum ada banyak turnover. Untuk menghitung seberapa banyak materi Bumi berasal dari bintang-bintang, tidakkah Anda perlu mempertimbangkan terutama jumlah bintang yang telah mati dalam kehidupan alam semesta? Materi yang tetap di bintang-bintang tidak masuk hitungan.

— AgilePro

@ AgilePro Seperti yang saya katakan dalam jawaban saya, sebagian besar (90%) hidrogen "bintang" dikurung dalam bintang bermassa rendah dengan kehidupan yang jauh lebih lama dari pada alam semesta. Bintang rata-rata memiliki massa sekitar seperempat dari Matahari dan masa hidup puluhan miliar tahun. Jika Anda perhatikan dengan teliti, saya memang menyesuaikan faktor ini dalam perhitungan saya tentang fraksi atom H di Bumi yang ada di bintang.

— Rob Jeffries

Menarik bahwa diameter alam semesta yang diketahui jauh lebih besar daripada usianya. Bukankah itu menyiratkan ekspansi FTL tidak hanya selama momen pertama tetapi lebih lama? Dan apakah benar-benar diketahui bahwa persentase bintang-bintang dari 1/4 massa matahari benar di jagat raya awal? Massa bintang yang lebih besar di alam semesta awal akan secara dramatis meningkatkan persentase elemen yang lebih berat.

— Tom Russell

@TomRussell Ada beberapa SE Q = As pada ukuran alam semesta yang dapat diamati (dan halaman wikipedia en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe ). Hanya bintang- bintang pertama yang bisa sangat besar. Sebagian besar formasi bintang terjadi pada pergeseran merah pada 2-3 dan bukan pada material murni. Namun, Anda benar, kita tidak tahu bahwa distribusi massa bintang sama dengan di alam semesta lokal. Itu sebabnya saya berkata "Jika kita menganggap ...".

— Rob Jeffries