Сколько атомов во Вселенной?
Не секрет, что вселенная — чрезвычайно обширное место. То, что мы можем наблюдать (известное как «известная вселенная»), оценивается примерно в 93 миллиарда световых лет. Это довольно внушительное число, особенно если учесть, что это только то, что мы наблюдали до сих пор. И учитывая огромный объем этого пространства, можно было бы ожидать, что количество вещества, содержащегося в нем, будет столь же впечатляющим.
Но что интересно, именно когда вы смотрите на этот вопрос в самых маленьких масштабах, цифры становятся самыми ошеломляющими. Например, считается, что в нашей наблюдаемой вселенной существует от 120 до 300 секстиллионов (то есть от 1,2 x 10 2 до 3,0 x 10 2) звезд. Но при ближайшем рассмотрении в атомном масштабе цифры становятся еще более немыслимыми.
На этом уровне считается, что в известной наблюдаемой вселенной существует от 10 78 до 10 82 атомов. С точки зрения непрофессионала, это получается между десятью квадриллионными атомами вининтиллиона.
И тем не менее, эти цифры не совсем точно отражают, сколько материи действительно может вместить вселенная. Как уже говорилось, эта оценка учитывает только наблюдаемую вселенную, которая достигает 46 миллиардов световых лет в любом направлении, и основана на том, где расширение пространства охватило самые отдаленные наблюдаемые объекты.
История Вселенной начинается с Большого взрыва.
Немецкий суперкомпьютер провел симуляцию и оценил, что в пределах диапазона наблюдения существует около 500 миллиардов галактик, более консервативная оценка оценивает их в 300 миллиардов. Поскольку число звезд в галактике может доходить до 400 миллиардов, то общее число звезд вполне может быть около 1,2 × 10 23 — или чуть более 100 секстиллионов.
В среднем каждая звезда может весить около 10 35 грамм. Таким образом, общая масса будет около 10 58 граммов (это 1,0 x 10 52 метрических тонн). Поскольку известно, что на каждый грамм вещества приходится около 10 24 протонов или примерно одинаковое количество атомов водорода (поскольку один атом водорода имеет только один протон), то общее число атомов водорода будет примерно 10 86 — иначе. сто тысяч квадриллионов вигинтиллионов.
В пределах этой наблюдаемой вселенной это вещество равномерно распространяется по всему пространству, по крайней мере, при усреднении по расстояниям, превышающим 300 миллионов световых лет. В меньших масштабах, однако, наблюдается образование материи в пучки иерархически организованной светящейся материи, с которой мы все знакомы.
Короче говоря, большинство атомов сконденсировано в звезды, большинство звезд сконденсировано в галактики, большинство галактик — в скопления, большинство скоплений — в сверхскопления и, наконец, в структуры самого большого масштаба, такие как Великая стена галактик (или Великая стена Слоана ), В меньшем масштабе эти скопления пронизаны облаками пылевых частиц, газовыми облаками, астероидами и другими небольшими скоплениями звездного вещества.
Представление временной шкалы Вселенной за 13,7 миллиардов лет и последующего расширения Вселенной. Предоставлено: НАСА / Научная команда WMAP.
Наблюдаемое вещество Вселенной также распространяется изотропно; Это означает, что ни одно направление наблюдения не отличается от любого другого, и каждая область неба имеет примерно одинаковое содержание. Вселенная также омывается волной высокоизотропного микроволнового излучения, которое соответствует тепловому равновесию примерно 2,725 Кельвина (чуть выше абсолютного нуля).
Гипотеза о том, что крупномасштабная вселенная однородна и изотропна, известна как космологический принцип. Это говорит о том, что физические законы действуют равномерно по всей вселенной и, следовательно, не должны приводить к заметным нарушениям в крупномасштабной структуре. Эта теория была подкреплена астрономическими наблюдениями, которые помогли наметить эволюцию структуры вселенной, так как она была первоначально заложена Большим взрывом.
Текущий консенсус среди ученых состоит в том, что подавляющее большинство материи было создано в этом событии, и что расширение Вселенной с тех пор не добавило новую материю в уравнение. Скорее, считается, что то, что происходило в течение последних 13,7 миллиардов лет, было просто расширением или рассеянием первоначально созданных масс. То есть, во время этого расширения не было добавлено никакого количества вещества, которого не было в начале.
Однако эквивалентность массы и энергии Эйнштейном представляет небольшое усложнение этой теории. Это является следствием специальной теории относительности , в которой добавление энергии к объекту увеличивает его массу постепенно. Между всеми слиянием и делением атомы регулярно превращаются из частиц в энергии и обратно.
Плотность атомов больше слева (начало эксперимента), чем 80 миллисекунд после симулированного Большого взрыва. Предоставлено: Чен-Лунг Хунг.
Тем не менее в больших масштабах общая плотность вещества во Вселенной остается неизменной во времени. Присутствует плотность наблюдаемой Вселенной оценивается как очень низкая — примерно 9,9 × 10- 30 грамм на кубический сантиметр. Эта массовая энергия состоит из 68,3% темной энергии, 26,8% темной материи и только 4,9% обычной (светящейся) материи. Таким образом, плотность атомов составляет порядка одного атома водорода на каждые четыре кубических метра объема.
Свойства темной энергии и темной материи в значительной степени неизвестны и могут быть равномерно распределены или организованы в сгустки, подобные нормальной материи. Тем не менее считается, что темная материя тяготеет, как обычная материя, и, таким образом, работает, чтобы замедлить расширение Вселенной. Напротив, темная энергия ускоряет свое расширение.
Еще раз, это число — приблизительная оценка. Когда используется для оценки общей массы Вселенной, она часто не соответствует тому, что предсказывают другие оценки. И, в конце концов, мы видим лишь меньшую часть целого.
Источник
Строение Вселенной. Эфир и материя в ней
Вселенная — это бесконечное пространство заполненное материей. Пространство линейно по всем направлениям. Вселенная стационарна, разновозрастная, неоднородна, вечна и бесконечна. Материя во Вселенной представлена веществом (элементарные частицы вещества электроны и протоны), обменными частицами (нейтрино и фотоны) и эфиром (нейтриники и фотоники). Вещество во Вселенной представлено звёздными системами — галактиками.
Галактика — это ячейка Вселенной. Галактика живёт независимой жизнью, строго подчиняясь только законам природы. Все временные эволюционные процессы происходят в галактике. Между галактиками звёзд нет. Это доказывает, что галактики никогда не были вместе как единое целое. Вещество в межзвёздном пространстве представлено отдельными атомами (75% водорода, 25% гелия и менее 1% других лёгких элементов). Плотность составляет один атом на 1м3. Всё пространство как внутри, так и вне вещества занято эфиром и обменными частицами, которые движутся во всех направлениях Вселенной.
Почти всё вещество Вселенной сосредоточено в галактиках, а движение вещества внутри галактики подчиняется цикличному ходу эволюционного развития галактики. Всё разнообразие галактик зависит от её массы, в том числе и момент инерции. Минимальной массой галактики обладает только что образовавшаяся из галактики «чёрная дыра», которая состоит только из нейтральной части материи. Эта масса является её паспортом. Галактики вращаются вокруг центра массы галактики не по закону Кеплера, а по закону вращения сплошного тела.
Во Вселенной всё вращается и обращается вокруг центров масс как внутри галактик, так и сами галактики. Галактики обращаются вокруг центров масс скоплений галактик. Скопления галактик обращаются вокруг центров масс сверхскоплений, в состав которых они входят и т.д. Галактики и скопления галактик обращаются вокруг центров масс не по закону Кеплера и не по закону вращения сплошного тела.
Это надо воспринимать как давно установившиеся макропроцессы с материей.
Прямолинейного движения во Вселенной нет. Эфир не может создать прямолинейное движение, а другого движителя в природе нет.
Время везде во Вселенной течёт равномерно согласно с законами природы, по которым протекают процессы в микромире и которые являются природными часами.
Вся материя во Вселенной имеет одну и ту же структуру и один и тот же состав. Всё вещество во Вселенной состоит из электронов и протонов, из которых состоят все химические элементы периодической системы элементов Д.И.Менделеева. Во всей Вселенной действуют одни и те же законы природы, эволюционные закономерности как неживой, так и живой материи и даже социальные законы развития общества.
Вещество, обменные частицы и эфир, составляющие материю, находятся в непрерывном движении и в вечном эволюционном круговороте. Одни галактики светятся, другие рождаются (квазары). Они снабжают всё пространство Вселенной обменными частицами, которые создают эфир. Эфир в свою очередь удерживает вещество в своих размерах, соответственно его этапа в эволюционном цикле. Эволюционный процесс, связанный с материей, направлен на неё усложнение, а именно, — компактность. Вещество может быть обычным с плотностью до 23 г/см3, нейтронным с плотностью 1015 г/см3 или веществом «чёрной дыры» с плотностью 1030 г/см3. Только вещество «чёрной дыры» является непрозрачным для эфира.
Потухшие галактики, планеты, кометы, планетарные туманности и водородные облака только переизлучают обменные частицы и эфир. И, наконец, проэволюционировавшие галактики, превратившиеся в «чёрные дыры», только поглощают обменные частицы и эфир, утраченные в ходе эволюционного цикла. Только в такой модели Вселенной возможно существование эфира, а вместе с ним и возможность эволюционного круговорота материи. Обменные частицы и эфир являются переносчиками энергии и генератором в эволюционном цикле материи.
Цикл в эволюционном развитии для каждой галактики повторяется снова и снова. Таково существование Вселенной.
Материя — это всё то, что материально, то есть имеет массу.
Вся материя дискретна, то есть состоит из частиц.
Масса — это количественная мера материи. Численно масса определяется количеством структурных единиц (фотоники, нейтриники, электроны, протоны, атомы и молекулы).
Основным законом природы является закон сохранения массы и энергии (инерции), то есть масса не может ни увеличиваться, ни уменьшаться, ни при каких обстоятельствах (например, скорости). Материя находится в непрерывном движении и в вечном эволюционном круговороте.
Энергия (инерция) переносится массой материи. Естественно, что энергии (инерции) без массы не бывает.
Материя состоит из трёх субстанций.
Субстанции и материи
Первая субстанция — эфир. Эфир состоит из двух мельчайших частиц фотоников и нейтриников, которые в огромных количествах несутся во всех направлениях Вселенной. Фотоники и нейтриники являются продуктами распада фотонов и нейтрино.
Вторая субстанция — обменные частицы. Обменные частицы — это фотоны и нейтрино. Фотон обменная частица у электрона. Электрон может, как поглощать, так и излучать фотон. Нейтрино обменная частица у протона. Протон может, как поглощать, так и излучать нейтрино. Скорость распространения у фотона равна скорости света. Оценка скорости нейтрино произведена в 7 издании книги. Структурно фотоны состоят из фотоников, а нейтрино из нейтриников.
Третья субстанция — вещество. Элементарные частицы вещества — это электроны и протоны. Вещество можно разделить на зарядовую часть и нейтральную. Зарядовая часть вещества состоит из электронов и позитронов. Аннигиляция электрона и позитрона доказывает, что структурно они состоят из фотоников. Фотоники внутри электрона и позитрона движутся со скоростью света по индивидуальным объёмам замкнутых траекторий. Масса электрона равна массе позитрона и составляет 1030 фотоников. Движение фотоников по индивидуальным объёмам замкнутых траекторий в электроне и позитроне противоположного направления и соответствует знаку заряда. Нейтральная часть вещества состоит из протонов, но без позитронов. Протон без позитрона состоит из нейтриников, которые движутся в нём по индивидуальным объёмам замкнутых траекторий. Нейтральной массы вещества во Вселенной приблизительно в 1000 раз больше чем зарядовой.
Вся материя во Вселенной состоит из двух элементарных частиц — фотоников и нейтриников, но выполняющих различные функции.
Какую бы функцию фотоники и нейтриники не выполняли (будучи в составе вещества или в составе обменных частиц, или выполняя функцию эфира) они всегда движутся с соответствующей данной частице скоростью.
Эволюционный процесс, связанный с материей, направлен на неё усложнение, а именно, — компактность.
Пространство — это бесконечный объём Вселенной, заполненный материей. Пространство — это пустота, а пустоту характеризовать нечем. Если гипотетически убрать из пространства материю, то будет пустота. Пространство линейно и равномерно по всем направлениям.
Время. Времени, как такового, нет. Есть материя, которая находится в непрерывном движении. Количественная мера материи — это масса. Количественная мера движения — это скорость. Мощность — количественная мера инерции W = m.V.
Всё остальное осмысливается нами из этих трёх величин.
Вот как. Время — это длительность процесса. Процесс — это цепочка событий в материальном мире, где каждое предыдущее событие является причиной следующего. Для измерения длительности процесса (времени) необходимы часы. Часы — это процесс равномерной смены состояний объекта.
Время во Вселенной течёт равномерно согласно с законами природы, по которым протекают процессы в микромире и которые являются природными часами.
Движение в микромире — это природные часы. Это движение электронов в атомах и молекулах, а также движение фотонов и нейтрино, фотоников и нейтриников.
А так как макроматерия состоит из одних и тех же частиц микроматерии, то время во всей Вселенной течёт равномерно.
А теперь смотрите, как нас запутали и одурачивают. Монохроматическая частота, видимого зелёного цвета излучаемая цезием, получается 1010 Гц. Если заглянуть в любую справочную литературу, то диапазон видимых частот 1015 Гц.
Где правильно, а где ошибочно? Разница 100.000 раз.
Ответ. Это специально запутано. И не только это. Придумана постоянная Планка — нет эксперимента. Придуман весь частотный диапазон. Естественно, вызывают сомнения, что есть прибор, который за 1 сек сосчитает 1010 колебаний. Постарайтесь сами разобраться в этом и не доверяйте учебникам. Не зубрите, а читайте, думайте и разбирайтесь в прочитанном.
Эфир. Ещё в древности учёные догадывались о существовании эфира как особой среды, заполняющей пространство Вселенной.
Что они подразумевали под эфиром?
- Аристотель (IV век до н.э.) под эфиром подразумевал пятую сущность мироздания. Он называл эфир всегда бегущим.
- Римский философ Лукреций Кар (I век до н.э.) понимал под эфиром некую тонкую материю, состоящую, как обычное вещество, из корпускул. По его мнению, эфир приводит в движение небесные тела.
- Французский учёный Р.Декарт (1596-1650 г.) думал, что все тела образуются в результате вихревых движений эфира [7].
В истории физики за последние 300 лет предложены, по крайней мере четыре разные концепции эфира: абсолютное пространство Ньютона, светоносный эфир Гюйгенса, ОТО Эйнштейна, физический вакуум Дирака.
Космологическая гравитационная картина мира была построена И. Ньютоном в 1687 году на основе абсолютности пространства, времени и дальнодействия гравитации, то есть в предположении мгновенного распространения взаимодействий.
У Гюйгенса эфир — упругая среда, которая является основой для волнового распространения света.
У Эйнштейна — эфир это гравитационное поле, пространство. Искривляется поле, а значит и пространство. Информация о гравитации между объектами сообщается гравитонами со скоростью света.
В современной квантовой физике на роль ‘эфира’ может претендовать новый вид материи — это физический вакуум. Первые представления о нём дал английский физик П. Дирак.
В 1690 году швейцарский математик Никола Фатио де Дюилье предложил простую кинетическую теорию гравитации, которая дала механическое объяснение закону о гравитации Ньютона. Но напечатать это ему не позволили. И лишь в 1756 эти бумаги Фатио попали к Жоржу-Луи Ле Сажа, которому также не дали их опубликовать. По разным источникам работа Фатио была опубликована то ли в конце 19 века, то ли в начале 20 века. Моя концепция совпадает с теорией Фатио о гравитации.
Все предложенные концепции эфира, кроме концепций Аристотеля, Ньютона и Фатио, не объясняют его сути.
В моей концепции эфира предлагается следующее. Существует пустота (раньше это называли вакуум). В ней находится материя. С открытием данной модели эфира появилась возможность определить состав и структуру материи.
Состав материи. Материя состоит из трёх субстанций.
1 субстанция — эфир (фотоники и нейтриники).
2 субстанция — обменные частицы (фотоны и нейтрино).
3 субстанция — вещество (элементарные частицы вещества: электроны и протоны).
Структура материи. Вся материя состоит из двух частиц — фотоников и нейтриников. Сразу можно сказать, что фотон, электрон и позитрон состоят из фотоников.
Это доказывает реакция аннигиляции. Таким образом, вещество можно разделить на две части: зарядовую и нейтральную.
Зарядовая — это электрон и позитрон. Нейтральная — это ‘протон без позитрона’.
Как представить каждую субстанцию материи?
Эфир. Мельчайшие частицы материи фотоники и нейтриники продукты распада фотонов и нейтрино, несущиеся прямолинейно во всех направлениях Вселенной, — это эфир. Дискретность материи на этом заканчивается.
Первая субстанция состоит из самых мельчайших частиц нейтриников и фотоников. Естественно, движение остальной материи будет считаться относительно первой субстанции. Для остальной материи первая субстанция будет неподвижна.
Эфир невидимая и нерегистрируемая часть материи.
Какова роль нейтриников как составляющей эфира? Нейтриники ответственны за гравитационное взаимодействие и частные случаи его близкодействия (сильное, слабое и молекулярное). Какова роль фотоников как составляющей эфира? Фотоники ответственны за электромагнитное взаимодействие и все процессы и явления связанные с зарядами.
Нейтрино — невидимая часть материи. Нейтрино иногда взаимодействует с веществом (например, эффект бета-распада), но насколько это часто, мы не знаем — нейтрино не регистрируемы. Однако, энергию от звёзд они уносят. Но в тепловую или другую она не превращается — только в гравитационную (давление нейтриников на вещество) и энергию подвижности атомов и молекул вещества.
Если гипотетически остановить фотоны и нейтрино, то вместе с этим исчезнут и нейтриники и фотоники. Что тогда произойдёт? Мгновенно исчезнет гравитация — не будет притяжения между макротелами и частицами. Перестанут существовать агрегатные состояния вещества — твёрдое и жидкое. Распадутся атомы всех химических элементов на протоны и электроны. И, наконец, перестанут существовать как единое целое сами протоны и электроны, так как их в своих объёмах также удерживает эфир. Из этого видно, что материя во Вселенной существует и совершает свой эволюционный круговорот согласно данной модели эфира. А в свою очередь эфир может существовать только если Вселенная разновозрастная. В каких-то галактиках потухли все звёзды. Другие галактики находятся в состоянии ‘чёрной дыры’ и только поглощают эфирные частицы. Они также не могут поставлять в пространство Вселенной эфирные частицы нейтриники и фотоники. За них это делают квазары и светящиеся галактики. Так одни галактики гаснут, другие рождаются, и поэтому в разновозрастной Вселенной всегда хватает нейтриников и фотоников и существует эфир.
Поэтому Вселенная стационарна, разновозрастная, неоднородна, вечна, бесконечна.
Основа этой концепции была заложена Ньютоном и данная концепция совпадает с его представлениями.
Теперь понятно, почему эксперимент Майкельсона-Морли имел отрицательный результат. Экспериментаторы не знали конкретно, что они ищут. Искать эфир, как некую упругую среду, которая якобы является основой для волнового распространения электромагнитного излучения, да ещё обладающую эфирным ветром, неразумно. Для проведения эксперимента этого не достаточно. Для того чтобы знать, что искать, надо располагать предполагаемой моделью эфира. Если это среда, то любая среда материальна, то есть она состоит из материальных частиц. Тогда эта среда должна иметь состав, структуру и кинематическое описание. Модель эфира должна также объяснять взаимосвязанные с ней процессы и явления. Этого у Майкельсона и Морли не было. На основании проведённого эксперимента Майкельсон и Морли заявили, что эфирного ветра нет и поэтому эфир не существует. На самом деле эфир существует, но не такой, как предполагали Майкельсон и Морли.
Предлагаемая мною модель эфира имеет состав, структуру и кинематическое описание. Эта модель эфира объясняет все процессы и явления в их взаимосвязи на микро и макроуровне. Но у этой модели эфира не может быть эфирного ветра.
Однако ясно, что природа спрятала эфир от нас (как, например, нейтрино) и поэтому эксперимент о подтверждении его существования является дефект массы фотона в эффекте космологического красного смещения. Доказательства существования эфира — это все процессы и явления во Вселенной. Без эфира, как субстанции материи, Вселенная не существовала бы.
Ещё можно сделать вывод, что нейтриники и фотоники в силу своей малости и нейтральности обладают очень большой проникающей способностью, которую ничем нельзя остановить. Экранировать силы гравитации никогда не удастся. Сразу можно сказать, что машин на основе антигравитации никогда не будет — это противоречит законам природы (физики).
Источник