L'universo osservabile si riferisce alla regione dello spazio che ci è visibile a causa delle limitazioni della velocità della luce. È la parte dell'universo che può essere osservata dalla Terra utilizzando telescopi e altri strumenti.

Il calcolo del volume dell'universo osservabile implica diverse ipotesi e misurazioni:

1. Velocità della luce ed età dell'universo:

Supponiamo che l'universo si sia espanso a un ritmo costante a partire dal Big Bang. La velocità della luce fornisce un limite alla distanza che la luce può percorrere nel tempo. L'universo osservabile è il volume che la luce avrebbe potuto percorrere a partire dal Big Bang.

2. Costante di Hubble:

La costante di Hubble (H0) è una misura del tasso di espansione dell'universo. Viene determinato osservando lo spostamento verso il rosso di galassie distanti e misurando la loro velocità di recessione. La costante di Hubble aiuta a stimare la distanza di queste galassie.

3. Distanza di spostamento:

La distanza di comoving (dC) è una misura di distanza che tiene conto dell'espansione dell'universo nel tempo. È definita come la distanza che un oggetto avrebbe se l'universo non fosse in espansione. La distanza di avvicinamento di una galassia viene calcolata utilizzando il suo spostamento verso il rosso e la costante di Hubble.

4. Volume sferico:

Approssimiamo la forma dell'universo osservabile come una sfera centrata sulla Terra. Il volume di una sfera è dato dalla formula V =(4/3)πr^3, dove r è il raggio.

5. Raggio dell'Universo osservabile:

Per calcolare il raggio dell'universo osservabile, utilizziamo la relazione tra la distanza di comozione e l'età dell'universo. Supponendo che l’universo abbia circa 13,8 miliardi di anni, possiamo determinare la distanza massima che la luce avrebbe potuto percorrere durante questo periodo.

Inserendo i valori misurati della costante di Hubble e dell'età dell'universo nella formula per la distanza comovente, possiamo stimare il raggio dell'universo osservabile. Questo raggio ci permette poi di calcolare il volume utilizzando la formula per il volume di una sfera.

L'attuale volume stimato dell'universo osservabile ha un raggio di circa 93 miliardi di anni luce e un volume di circa 4 × 10 ^ 80 anni luce cubi (o circa 1,2 × 10 ^ 27 parsec cubi).

È importante notare che questi calcoli si basano sulla nostra attuale comprensione dell’universo e potrebbero cambiare con nuove osservazioni e miglioramenti nella nostra comprensione della cosmologia.