Stimare lo spazio necessario per stipare ogni particella dell’universo in un singolo angolo è un divertente esperimento mentale che evidenzia quanto sia realmente vuoto il cosmo. Sebbene i numeri esatti siano incerti, possiamo arrivare a una cifra ragionevole facendo tre ipotesi ben giustificate.
Ipotesi 1 – Dimensione dell'Universo: Per questo esercizio trattiamo l'universo osservabile come un cubo di 30 miliardi di anni luce su ciascun lato. Ciò dà un volume totale di circa 2,7×10 31 anni luce cubici.
Ipotesi 2 – Massa totale: Le attuali stime cosmologiche collocano la massa dell'universo osservabile a circa 1,6×10 60 kg. Consulta la pagina NASA della NASA e l'articolo "Estensione, età e massa dell'universo" per i vari metodi utilizzati per ricavare questa cifra.
Ipotesi 3 – Densità finale: Se potessimo in qualche modo impedire alla materia di collassare in un buco nero, potremmo distribuirla alla stessa densità media del Sole. La densità media del Sole è di circa 1.410 kg/m 3 (per confronto, l'acqua è 1.000 kg/m 3 ).
Dividendo la massa totale per la densità del Sole si ottiene un volume di circa 1,1×10 57 m 3 per tutta la materia dell'universo.
Poiché un anno luce cubico contiene circa 1×10 48 m 3 , questo volume corrisponde a circa 1,1×10 9 anni luce cubici. Comprimendolo in un cubo si ottiene una lunghezza del lato di circa 1.000 anni luce.
In altre parole, se tutta la materia cosmica fosse condensata in un unico angolo, occuperebbe un cubo largo solo mille anni luce, una frazione infinitesimale del volume totale dell’universo. In effetti, solo circa 4,2×10 –18 Il % dell'universo osservabile conterrebbe qualsiasi materia.
In questo contesto, la materia si riferisce a tutte le particelle barioniche e non barioniche che costituiscono le componenti visibili e oscure dell'universo, dai protoni e neutroni alla materia oscura e alle radiazioni.
Scopri di più su dimensioni, massa e densità dell'universo sul sito web della NASA e risorse di fisica come Granditudini della fisica .
