Liệu khối lượng của vũ trụ quan sát được bao giờ thay đổi?

8

Đầu tiên chúng ta có cách nào để ước tính khối lượng của toàn bộ vũ trụ quan sát được không? Và sau đó có dữ liệu nào cho thấy khối lượng được tăng hay giảm? Chúng ta có bao giờ biết nếu ai đó chơi với til không.

Ngoài ra tôi muốn làm rõ rằng tôi không nói về những khối lượng nhỏ ở vùng ngoại ô của "vũ trụ" hay những khác biệt nhỏ trong đo lường hay bất cứ thứ gì thuộc loại này.

Lưu ý: Tôi muốn thêm rằng có lẽ chúng ta nên xác định vũ trụ quan sát được là NGAY BÂY GIỜ (x-date) để chúng ta không tính toán mục tiêu đang di chuyển.

universe mass

— chăn
nguồn

Khối lượng là do boson higgs và tôi nghĩ rằng bạn đang đề cập đến vật chất và năng lượng của bất kỳ loại nào.

— dùng6760

bảo tồn khối lượng và năng lượng: lightandmatter.com/html_books/7cp/ch01/ch01.html Không biết liệu vũ trụ có phải là một hệ kín hay không.

— Stranger Stranger

Chúng ta có thể đo khối lượng của toàn vũ trụ không? Điều đó đặt một nếp nhăn vào câu hỏi. Tôi đoán là không vì không có phương pháp đã biết và không có quan sát nào cho việc tạo ra khối mới mà tôi biết, trừ khi năng lượng tối có khối lượng, trong trường hợp đó, câu trả lời sẽ có thể là có.

— dùngLTK

1

@ user6760 Điều đó không hoàn toàn đúng. Chỉ một số khối lượng đến từ cơ chế Higgs, cụ thể là khối lượng của các boson

và

cho lực yếu. Tuy nhiên, proton chỉ nhận được 1% khối lượng từ các quark cấu thành của nó và khối lượng quark là nội tại, thay vì xuất phát từ cơ chế của Higg. Phần còn lại đến từ động năng của quark và lực mạnh ràng buộc chúng.

W^{\pm}

$W^{\pm}$

Z

$Z$

— zibadawa timmy

Ở đâu đó ngoài rìa của vũ trụ có thể quan sát được, và ở rìa đó, sẽ có những nguyên tử hydro hoàn toàn không biết gì về thực tế rằng chúng đang rút ra khỏi chúng ta ở gần đèn chớp. Chúng chỉ trôi dạt xung quanh với các loại vận tốc ngẫu nhiên cục bộ. Khi hai nguyên tử như vậy va chạm, một người có thể bị đá lên trên ngọn đèn so với chúng ta và biến mất khỏi vũ trụ quan sát được. Điều đó sẽ làm giảm khối lượng quan sát được. Đó chỉ là một động lực nhỏ xuyên qua một rào cản, nhưng chúng ta thậm chí có thể nhặt được một photon từ sự ion hóa va chạm trong một sự kiện như vậy.

— Người lạ ơi

4

Ngay cả khi bạn chỉ đề cập đến vật chất "thông thường" (như sao, khí và xe đạp) và vật chất tối , khối lượng của Vũ trụ quan sát được tăng lên, không phải vì khối lượng được tạo ra, mà bởi vì kích thước của Vũ trụ quan sát được tăng. Trong một tỷ năm nữa, chúng ta có thể thấy những thứ mà ngày nay quá xa để ánh sáng chiếu tới chúng ta, vì vậy bán kính của nó đã tăng lên. Vì khối lượng bằng mật độ lần thể tích , tăng. $M$ $\rho_\mathrm{M}$ $V$ $M$

Như được gọi là 2voyage, chúng tôi có một số cách đo mật độ và chúng tôi biết rằng nó gần với . Bán kính là $3\times10^{-30}\,\mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}$ , vì vậy khối lượng là $R = 4.6\times10^{28}\,\mathrm{cm}$ hoặc (khối lượng mặt trời).

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_{⊙}

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

Tuy nhiên, một yếu tố khác góp phần vào sự gia tăng khối lượng, cụ thể là cái gọi là năng lượng tối , là một dạng năng lượng được quy cho không gian trống. Kể từ khi Vũ trụ giãn nở, năng lượng tối luôn được tạo ra.

— pela
nguồn

Bạn đã sử dụng bán kính khoảng 46 tỷ năm ánh sáng, ước tính hiện tại và câu trả lời dưới đây, Tiến sĩ Jagadheep Pandian đã sử dụng 13,8 tỷ năm ánh sáng để bạn đưa ra câu trả lời có khoảng 30 nhân tố sử dụng cùng mật độ. Tôi tò mò cái nào đúng. Tôi đoán là của bạn, nhưng tôi tò mò muốn xác minh điều đó.

— dùngLTK

1

@userLTK: Vâng, có vẻ như Jagadheep có lỗi trong mô tả của anh ấy. Mặc dù Vũ trụ đã 13,8 tỷ năm tuổi (Gyr), nhưng chúng ta có thể thấy xa hơn 13,8 tỷ ánh sáng (Gly), bởi vì Vũ trụ đã mở rộng trong thời gian đó. Kết quả chính xác có thể được tìm thấy bằng cách tích hợp (bằng số) phương trình Friedmann theo thời gian, và hóa ra là khoảng 46,5 Gly. Vì tình cờ, kết quả này cũng có thể được biểu thị bằng khoảng 14 tỷ Parsec (Gpc), cũng có thể điều này khiến Jagadheep bối rối.

— pela

1

Khối lượng của vũ trụ quan sát được có thể được lấy từ mật độ của nó.

Theo Tiến sĩ Jagadheep D. Pandian:

Mật độ vật chất trong vũ trụ có thể được đo bằng nhiều phương tiện khác nhau, quá kỹ thuật để đi vào thời điểm này: người ta đo mật độ bằng cách nghiên cứu các dao động trong Nền vi sóng vũ trụ, siêu tụ điện, tổng hợp hạt nhân Big Bang, v.v.

Sử dụng mật độ và kích thước của vũ trụ quan sát được, khối lượng có thể được suy ra là 3 x 10 ⁵⁵ g. Con số này bao gồm cả vật chất tối và vật chất truyền thống.

Tôi tưởng tượng rằng một sai lệch lịch sử về khối lượng có thể được phát hiện nếu nó có ý nghĩa, nhưng tôi không thể tưởng tượng điều gì có thể gây ra một sai lệch có thể phát hiện được trên quy mô mà chúng ta đang nói đến.

Nguồn:

Khối lượng của vũ trụ là gì? (Trung cấp) - Đại học Cornell, Hỏi một nhà thiên văn học

— called2voyage
nguồn

Như userLTK đã chỉ ra, tác giả của nguồn này đã sử dụng giá trị bán kính của Vũ trụ quan sát được, xấp xỉ 3 nhân tố quá nhỏ. Điều này có thể là do anh ta quên mất lý do rằng Vũ trụ đang giãn nở hoặc do anh ta vô tình sử dụng lightyears thay vì Parsecs (xem bình luận của tôi cho userLTK theo câu trả lời của riêng tôi).

— pela

1

Không, họ chỉ sử dụng giá trị sai cho bán kính của vũ trụ quan sát được.

— Rob Jeffries

-2

Mật độ rõ ràng của vũ trụ không phù hợp với các quan sát có sẵn. Do tốc độ ánh sáng tương đối chậm, các quan sát không phản ánh sự phân bố thực tế.

Các thiên hà hiện đang được quan sát ở các vị trí và kích thước hàng tỷ năm trước. Trong khi Dải Ngân hà của chúng ta có sự phân tán thời gian tính toán qua hàng triệu năm.

Thêm vào đó, các thiên hà đang di chuyển cách nhau một cách có thể quan sát được với tốc độ lớn hơn tốc độ ánh sáng, có nghĩa là có các thiên hà đang di chuyển ra xa chúng ta với tốc độ lớn hơn tốc độ ánh sáng và có khả năng không bị phát hiện do chữ ký phân tán yếu.

Vũ trụ quan sát được có khả năng bị lệch với đủ độ biến thiên trong các bằng chứng đáng tin cậy, khiến cho việc đo mật độ phổ quát trở nên không thực tế và không đáng tin cậy.

— Tôn
nguồn

Mật độ của Vũ trụ không được xác định bằng cách đếm các thiên hà nhìn thấy được. Và rõ ràng tốc độ hữu hạn của ánh sáng được tính đến trong tất cả các tính toán. Không có mâu thuẫn ở đây.

— pela

Nếu chúng ta quan sát các thiên hà di chuyển cách xa nhau với tốc độ lớn hơn tốc độ ánh sáng, thì chúng ta có các thiên hà di chuyển cách xa chúng ta với tốc độ lớn hơn tốc độ ánh sáng. Ngoài ra, dựa trên sự phân tách do tính tương đối (entropy) và vũ trụ khi không gian / thời gian trải qua sự tiêu tan. Dựa trên tốc độ ánh sáng, sẽ có một giới hạn mà chúng ta có thể nhìn thấy rìa của vũ trụ được biết đến dựa trên ánh sáng. Vì các thiên hà trong trường rất xa của chúng ta đều di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng cách xa chúng ta. Trừ khi một số người ở xa vươn tới chúng ta, điều đó có nghĩa là một vũ trụ lớn hơn

— Toni

Nếu Big Bang giống như một vụ nổ, AND Dark Matter hoạt động như một dải cao su. Sau đó, các hệ thống thiên hà xung quanh bị thổi bay ra ngoài, cho đến khi Dark Matter kéo các thiên hà bên ngoài trở lại. Điều đó cho thấy có khả năng không có Big Bang. Đó là một vũ trụ lớn hơn nhiều so với những gì chúng ta cảm nhận được ở các chế độ dao động vĩnh viễn. KHÔNG nói là có, nhưng cá nhân tôi không biết về một mâu thuẫn liên quan.

— Toni

math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/grav_speed. html Nếu trọng lực lan truyền với tốc độ ánh sáng, thì một lần nữa các phép tính mật độ dựa trên trọng lực bị sai lệch đáng kinh ngạc. Câu hỏi đang được. "Điều gì có thể được đánh giá để xác định phân phối khối lượng chính xác? Bao gồm Vật chất trắng, Vật chất tối và các dạng khác góp phần vào mật độ mà chúng ta chưa thể phát hiện?"

— Toni

Xin lỗi Toni, nhưng bạn dường như có một số hiểu lầm về thiên văn học. Các thiên hà lùi lại với nhau theo tỷ lệ thuận với sự phân tách của chúng, vì vậy đối với khoảng cách đủ lớn, vâng, chúng rút nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Đó không phải là vấn đề cho các tính toán chúng tôi làm. Các thiên hà không được "thổi ra" bởi Big Bang. Đó không phải là cách Big Bang xảy ra và các thiên hà không tồn tại cho đến vài trăm triệu năm sau. Vật chất tối không "hoạt động như một dải cao su và kéo các thiên hà trở lại"; vật chất tối hoạt động thông qua trọng lực, giống như vật chất thông thường, và cả hai được trộn lẫn kỹ lưỡng.

— pela

-2

Vẫn còn một câu hỏi về ngữ nghĩa, đơn giản là, "vũ trụ quan sát được" nghĩa là gì. Thực tế là, những người khác nhau sẽ có nghĩa là những điều khác nhau bằng chính cụm từ đó. Thật vậy, Wiki về "vũ trụ quan sát được" mâu thuẫn với chính nó trong đoạn đầu tiên, nói trước rằng "Vũ trụ quan sát được là một khu vực hình cầu của Vũ trụ bao gồm tất cả các vật chất có thể quan sát được từ Trái đất ở thời điểm hiện tại, bởi vì ánh sáng và khác tín hiệu từ các vật thể này đã có thời gian đến Trái đất kể từ khi bắt đầu mở rộng vũ trụ ", nhưng sau đó bốn câu sau nó thay đổi ý nghĩa, nói rằng" Mỗi vị trí trong Vũ trụ đều có vũ trụ quan sát được, có thể hoặc không trùng với một trung tâm trên Trái đất. " Vì vậy, họ dường như chọn một thời đại phổ quát cụ thể cho ý nghĩa của họ, nhưng không nhất thiết là một điểm thuận lợi cụ thể. Nhưng lưu ý rằng trong ý nghĩa này, không có cách nào để trả lời nó thay đổi theo thời gian như thế nào, vì nó chỉ tồn tại ở một thời điểm duy nhất.

Ý nghĩa này cho chúng ta nhiều lựa chọn khác nhau về cách kéo dài "vũ trụ quan sát được" về phía trước và ngược thời gian. Ví dụ, chúng ta có thể lấy tất cả những thứ trong "vũ trụ quan sát" ngày nay từ Trái đất, và hỏi xem thứ đó sẽ ở đâu trong tương lai và nơi nó ở trong quá khứ. Sau đó, chúng ta có thể sử dụng ngôn ngữ như "khi vũ trụ quan sát được có kích thước bằng quả bưởi", v.v., nhưng chú ý đến sự mơ hồ: khi áp dụng vào tương lai, như "vũ trụ quan sát được vào thời điểm nào như vậy, "Chúng tôi luôn tưởng tượng việc cập nhật những gì có thể nhìn thấy bởi những sinh vật thời đó, nhưng khi áp dụng vào quá khứ, chúng tôi thường không tưởng tượng có bất kỳ sinh vật nào, vì vậy chúng tôi không cập nhật vũ trụ quan sát được của họ là gì, chúng tôi lấy của chúng ta và chỉ thu nhỏ nó.

Rất thẳng thắn, thuật ngữ này thực sự là một thứ gì đó lộn xộn, và vì vậy để trả lời câu hỏi của bạn, chúng tôi sẽ cần phải làm rõ nghĩa của bạn. Giả sử bạn có nghĩa là "vũ trụ quan sát" liên tục cập nhật những gì chúng sinh giả định có thể quan sát được nếu chúng tồn tại trên Trái đất vào thời điểm đó, thì chúng ta có một khối lượng phụ thuộc vào thời gian. Khi Trái đất già đi, sẽ có nhiều thời gian hơn để ánh sáng đến với chúng ta, vì vậy vũ trụ quan sát được sẽ tăng kích thước, nhưng nó không nhất thiết phải tăng về khối lượng. Giả sử gia tốc tiếp tục như mong đợi, khối lượng vũ trụ quan sát được sẽ tăng theo thứ gì đó như hệ số 2, đạt cực đại và sau đó bắt đầu giảm. Kích thước của nó sẽ luôn tăng theo thời gian, nhưng khối lượng của nó sẽ giảm dần.

— Ken G
nguồn

Thuật ngữ "Vũ trụ quan sát" có một ý nghĩa chính xác và được hiểu rõ: đó là những sự kiện nằm trong quá khứ nhân quả phù hợp của một người quan sát hài hước nhất định tại một thời điểm nhất định.

— John Davis

Tôi cũng quên thêm, cung cấp Vũ trụ là vật chất - chi phối năng lượng tối hoặc năng lượng tối thì khối lượng của Vũ trụ quan sát được sẽ luôn tăng.

— John Davis

Điều tôi đang nói là ý nghĩa của bạn không phải là những gì bạn sẽ tìm thấy ở hầu hết các nơi. Tôi không khẳng định rằng một ý nghĩa chính xác là không thể, tôi đang nói nó không phải là những gì được sử dụng.

— Ken G

Ngoài ra, tại sao nó cần phải là quá khứ nhân quả "phù hợp" - không phải là quá khứ nhân quả đã là một khái niệm được xác định rõ? Và không phải một người quan sát không hài hước cũng có một vũ trụ quan sát được sao? Cuối cùng, tuyên bố của bạn không có vẻ chính xác-- Tôi nghĩ rằng người ta chấp nhận rộng rãi rằng một vũ trụ thống trị năng lượng tối có khối lượng vũ trụ quan sát được theo thời gian, đó chắc chắn là những gì Wiki tuyên bố.

— Ken G

Về điểm cuối cùng đó, có thể là tôi đang nhầm lẫn nó với chân trời sự kiện, theo đó các thiên hà mà sự tiến hóa của chúng ta về nguyên tắc có thể theo dõi thời gian vũ trụ rơi ra khỏi phạm vi ảnh hưởng của chúng ta và chúng ta từ chúng. Vì vậy, chúng ta chỉ có thể thấy sự tiến hóa của chúng đến một điểm, nhưng chúng dường như chậm lại và bị dịch chuyển sâu, vì vậy không thể quan sát được trong thực tế, nhưng ý nghĩa của vũ trụ quan sát được chỉ là về những gì chúng ta có thể nhìn thấy về nguyên tắc và nếu chúng ta có thể nhìn thấy họ ở bất kỳ giai đoạn nào trong lịch sử của họ.

— Ken G