Atomi nell'universo
Ho letto di eddington, un fisico della prima metà del '900, che durante una traversata in mare, non sapendo cosa fare, si coalcolò una stima degli atomi dell'universo... $10^80$
come può aver fatto un calcolo del genere? e con quali dati?
come può aver fatto un calcolo del genere? e con quali dati?
Risposte
potrebbe aver fatto
massa media di una stella / massa atomica dell'idrogeno * numero di stelle in una galassia media * numero di galassie nell'universo
con le seguenti approssimazioni:
_non esiste gas interstellare
_la massa di corpi non stellari è trascurabile (questo è praticamente vero)
_le stelle sono fatte interamente di idrogeno (al massimo qua ci va un fattore di correzione, ma l'ordine di grandezza non cambia)
la stima del numero di galassie nell'universo è stata sicuramente fatta. con ogni probabilità il valore noto a Eddington è un po' diverso da quello stimato ora.
massa media di una stella / massa atomica dell'idrogeno * numero di stelle in una galassia media * numero di galassie nell'universo
con le seguenti approssimazioni:
_non esiste gas interstellare
_la massa di corpi non stellari è trascurabile (questo è praticamente vero)
_le stelle sono fatte interamente di idrogeno (al massimo qua ci va un fattore di correzione, ma l'ordine di grandezza non cambia)
la stima del numero di galassie nell'universo è stata sicuramente fatta. con ogni probabilità il valore noto a Eddington è un po' diverso da quello stimato ora.
mi è venuta voglia di provarci 
Wikipedia dice che si stima ci siano 10^11 galassie nell'universo.
la Via Lattea contiene 10^11 stelle, facciamo finta sia una Galassia media. è una stima al ribasso, in quanto le galassie ellittiche sono più "popolate".
prendiamo come stella media il nostro Sole: M=2*10^30 kg e lo supponiamo composto interamente da idrogeno monoatomico m=1,6*10^-27 kg.
numero di atomi per stella circa n=1.25*10^57
moltiplicando per le stelle in una galassia e le galassie nell'universo arriviamo a 10^79.
mi manca un ordine di grandezza
che probabilmente viene da una migliore valutazione del numero di stelle in una galassia e dal fatto che il Sole è forse un po' piccolo per essere considerato una stella media. basterebbe che M(stellamedia)=3M(Sole) e che una galassia media abbia il triplo delle stelle della vialattea... e avremmo il magico 10^80.
ciao!
Wikipedia dice che si stima ci siano 10^11 galassie nell'universo.
la Via Lattea contiene 10^11 stelle, facciamo finta sia una Galassia media. è una stima al ribasso, in quanto le galassie ellittiche sono più "popolate".
prendiamo come stella media il nostro Sole: M=2*10^30 kg e lo supponiamo composto interamente da idrogeno monoatomico m=1,6*10^-27 kg.
numero di atomi per stella circa n=1.25*10^57
moltiplicando per le stelle in una galassia e le galassie nell'universo arriviamo a 10^79.
mi manca un ordine di grandezza
che probabilmente viene da una migliore valutazione del numero di stelle in una galassia e dal fatto che il Sole è forse un po' piccolo per essere considerato una stella media. basterebbe che M(stellamedia)=3M(Sole) e che una galassia media abbia il triplo delle stelle della vialattea... e avremmo il magico 10^80.ciao!
molto bello.. complimenti! ma anche moooolto approssimato...
ma eddington poteva sapere il numero di galassie nell'universo? (mi sembra che sia morto negli anni '40) ai sui tempi non esisteva wikipedia
...
e poi sapeva che se il sole è - o non è - una stella media?
comunque ho trovato questo:
http://it.answers.yahoo.com/question/in ... 346AADwkuL
(non so quanto possa essere attendibile...)
wedge... c'hai azzeccato
ma eddington poteva sapere il numero di galassie nell'universo? (mi sembra che sia morto negli anni '40) ai sui tempi non esisteva wikipedia
...e poi sapeva che se il sole è - o non è - una stella media?
comunque ho trovato questo:
http://it.answers.yahoo.com/question/in ... 346AADwkuL
(non so quanto possa essere attendibile...)
wedge... c'hai azzeccato
"wedge":
... e avremmo il magico 10^80.
ciao!
Caro Wedge
non credo che la tua stima sia peggio dell'altra, e penso che, nonostante il fattore 10, possano considerarsi (incredibilmente) coerenti.
Il confronto tra numeri del genere suppongo sia più ragionevole farlo sui logaritmi, per cui una differenza dell'ordine del percento è risibile.
Mi sa infatti che esistono incertezze di oltre un fattore 10 nel prodotto di tutte le quantità che hai stimato sulla base delle attuali ipotesi e conoscenze.
ciao
Dubbio amletico ... perchè non infinito ?
Ciao. Arrigo.
Ciao. Arrigo.
"mirco59":
Il confronto tra numeri del genere suppongo sia più ragionevole farlo sui logaritmi, per cui una differenza dell'ordine del percento è risibile.
Mi sa infatti che esistono incertezze di oltre un fattore 10 nel prodotto di tutte le quantità che hai stimato sulla base delle attuali ipotesi e conoscenze.
ciao
si, certo. era solo per il gusto di cercare lo stesso risultato di Eddington.
@nato_pigro.
mi sembra che la classificazione stellare fosse già stata fatta negli anni 40.
sul numero di galassie dell'universo non so come abbia operato il vecchio Eddington. le stime attuali penso provengano dall'opera dell'Hubble Deep Field.
@arriama.
cosa intendi?
"arriama":
Dubbio amletico ... perchè non infinito ?
Ciao. Arrigo.
Non credo che sia una domanda a cui la Fisica potrà mai rispondere. Quindi quoto Amleto ... essere o non essere?
ciao
Nel quadro della relatività generale, dipende dalle ipotesi che si fanno.
a) spazio omogeneo, curvatura costante positiva --> modello chiuso, materia totale finita
b) spazio omogeneo, curvatura costante nulla o negativa --> modello aperto, materia totale infinita.
Le osservazioni, al momento, mostrano un modello aperto euclideo o quasi euclideo ...
a) spazio omogeneo, curvatura costante positiva --> modello chiuso, materia totale finita
b) spazio omogeneo, curvatura costante nulla o negativa --> modello aperto, materia totale infinita.
Le osservazioni, al momento, mostrano un modello aperto euclideo o quasi euclideo ...
Volevo dire semplicemente che l'infinito non è misurabile!
Dipende da cosa si intende per "misura". Per esempio, $R^n$ è L-misurabile ...
"arriama":
Dipende da cosa si intende per "misura". Per esempio, $R^n$ è L-misurabile ...
Non filosofeggiamo ... stiamo evidentemente parlando di misura fisica: un procedimetno codificato che permette di estrarre un numero e possibilmente una incertezza associata con un determinato livello di confidenza.
Non mi sembrava di fare della filosofia, con tutto il rispetto per i filosofi.
A me sembra, invece, un problema basilare e non risolto (per quel che ne so).
Io non mi scandalizzerei se risultasse che la materia è infinita. La scienza si deve attenere ai fatti. D'altra parte non è pensabile fare una misura diretta di quant'è tutta la materia del cosmo. Ovviamente si dovranno fare misure parziali che dovranno essere confrontate con i modelli teorici.
Il problema, secondo me, è che rinunciare all'omogeneità vorrebbe dire che l'universo ha delle zone privilegiate e questo mi stonerebbe parecchio.
Proverei invece a ipotizzare una metrica chiusa (curvatura positiva). In questo caso la massa totale sarebbe finita.
Ma come giustificare l'espansione a velocità crescente ed evitare il Big Crunch ? Magari con l'aiuto della costante cosmologica ...
A me sembra, invece, un problema basilare e non risolto (per quel che ne so).
Io non mi scandalizzerei se risultasse che la materia è infinita. La scienza si deve attenere ai fatti. D'altra parte non è pensabile fare una misura diretta di quant'è tutta la materia del cosmo. Ovviamente si dovranno fare misure parziali che dovranno essere confrontate con i modelli teorici.
Il problema, secondo me, è che rinunciare all'omogeneità vorrebbe dire che l'universo ha delle zone privilegiate e questo mi stonerebbe parecchio.
Proverei invece a ipotizzare una metrica chiusa (curvatura positiva). In questo caso la massa totale sarebbe finita.
Ma come giustificare l'espansione a velocità crescente ed evitare il Big Crunch ? Magari con l'aiuto della costante cosmologica ...
"arriama":
.... questo mi stonerebbe parecchio.
considero frasi come queste di tipo 'filosofico', senza offesa per alcuno.
Insisto che non sarà mai possibile verificare sperimentalmente se la massa dell'Universo è infinita. Cosa rispondi?
ciao
Insisto che non sarà mai possibile verificare sperimentalmente se la massa dell'Universo è infinita. Cosa rispondi?
Sono il primo ad essere d'accordo con Mirco sul fatto che la fisica va tenuta il piu' possibile lontana dalla filosofia. Detto questo ritengo che la domanda da lui posta sia del tutto filosofica.
P.[/quote]
".Pupe.":
Sono il primo ad essere d'accordo con Mirco sul fatto che la fisica va tenuta il piu' possibile lontana dalla filosofia. Detto questo ritengo che la domanda da lui posta sia del tutto filosofica.
Quale domanda?
Rispondo ... mai dire mai ...
Perchè l'infinito dovrebbe spaventare ?
La cosmologia è molto "filosofica". Non si possono fare misure dirette di quasi nulla !!!! Addirittura si usa il modello teorico per calcolare le distanze delle galasse (tramite il red-shift). Quello che si ricerca è la non contradditorietà fra misure indirette ed i modelli via via proposti.
Creare un'antinomia, infine, fra scienza e filosofia lo trovo profondamente sbagliato.
Ci vuole dialettica. Il progresso della conoscenza non fa a meno di nulla.
Tesi, antitesi, sintesi !!!
Perchè l'infinito dovrebbe spaventare ?
La cosmologia è molto "filosofica". Non si possono fare misure dirette di quasi nulla !!!! Addirittura si usa il modello teorico per calcolare le distanze delle galasse (tramite il red-shift). Quello che si ricerca è la non contradditorietà fra misure indirette ed i modelli via via proposti.
Creare un'antinomia, infine, fra scienza e filosofia lo trovo profondamente sbagliato.
Ci vuole dialettica. Il progresso della conoscenza non fa a meno di nulla.
Tesi, antitesi, sintesi !!!
Ragazzi! Ma allora sfondo una porta aperta... se questa non è filosofia .....
(Hegeliana se non sbaglio, per di più!)
Che le misure siano dirette o indirette poco cambia: sono comunque misure. E poi, quali sono le misure dirette?
Ribadisco la mia posizione ... molti di quelli che si occupano di queste questioni si atteggiano spesso più da filosofi che da fisici.
Non voglio dare giudizi morali o di merito, ma è bene separare i contesti per non fare confusione e 'dare a Cesare quel che è di Cesare'.
ciao
(Hegeliana se non sbaglio, per di più!)Che le misure siano dirette o indirette poco cambia: sono comunque misure. E poi, quali sono le misure dirette?
Ribadisco la mia posizione ... molti di quelli che si occupano di queste questioni si atteggiano spesso più da filosofi che da fisici.
Non voglio dare giudizi morali o di merito, ma è bene separare i contesti per non fare confusione e 'dare a Cesare quel che è di Cesare'.
ciao
Trovo che dividere la conoscenza in compartimenti stagni sia l'errore più grande che si possa fare.
"arriama":
Trovo che dividere la conoscenza in compartimenti stagni sia l'errore più grande che si possa fare.
Non voglio polemizzare. Ma ancora mi viene attribuita una affermazione che non ho fatto (e comunque non si risponde alle mie domande).
E' palese che non conta quale sia l'ispirazione che muove la mente e la volontà degli scienziati (filosofica, artistica, psicologica, sociale, economica .....). La questione è questa: alla domanda
il numero degli atomi dell'universo è infinito?
sono convinto, che non si può sperare di dare una risposta fisica.
Pertanto, se si vuole discutere sull'infinità degli atomi (indipendetemente dal fascino della domanda e da chi lo fa) è necessario vestire altri panni rispetto a quelli del fisico e io ritengo che sia opportuno rendersene conto.
ciao
Neanche a me piace la polemica, specialmente se gratuita, e non ne voglio fare (come non ne ho mai fatta in passato su questo forum nè sul mio).
A me piacciono le discussioni costruttive che non si blocchino su affermazioni generiche di massima senza entrare nei particolari ... io sono sempre disposto a cambiare le mie idee se mi si dimostra che sono sbagliate.
Ma ritorno al tema (secondo il mio know how).
In cosmologia si fanno dei modelli molto "filosofici" (mi spiace per chi la disprezza), cioè basati su ipotesi tipo l'omogeneità, l'isotropia ecc. ecc., a secondo dei "gusti" di chi le fa e si cercano delle conferme osservando il cielo.
Le verifiche dei vari modelli proposti (sono stati, sono e saranno tanti, perchè la cosmologia relativistica è nata solo nel 1915 o giù di lì) avviene, a tutt'oggi, incrociando ipotesi e dati sperimentali specialmente su red-shift e su radiazione di fondo (grazie anche alle nuove candele cosmiche tipo supernove). Quando poi si apriranno nuove finestre su onde gravitazionali, neutrini, zero point energy ecc. non possiamo oggi immaginare cosa ne verrà fuori ...
I modelli omogenei aperti (metrica a curvatura negativa costante) prevedono, da quello che ho capito io, una massa totale infinita.
Allora, se gli esperimenti confermeranno questo modello si dovrà dedurre che la massa è infinita. Mi sembra logico.
ps. mi domando : perchè in questo topic non si discute sui modelli ? Mi embra che se non si discute sui modelli si rischi di girare a vuoto ... per questo, se la discussione non verterà sui modelli, mi ritirerò ...
A me piacciono le discussioni costruttive che non si blocchino su affermazioni generiche di massima senza entrare nei particolari ... io sono sempre disposto a cambiare le mie idee se mi si dimostra che sono sbagliate.
Ma ritorno al tema (secondo il mio know how).
In cosmologia si fanno dei modelli molto "filosofici" (mi spiace per chi la disprezza), cioè basati su ipotesi tipo l'omogeneità, l'isotropia ecc. ecc., a secondo dei "gusti" di chi le fa e si cercano delle conferme osservando il cielo.
Le verifiche dei vari modelli proposti (sono stati, sono e saranno tanti, perchè la cosmologia relativistica è nata solo nel 1915 o giù di lì) avviene, a tutt'oggi, incrociando ipotesi e dati sperimentali specialmente su red-shift e su radiazione di fondo (grazie anche alle nuove candele cosmiche tipo supernove). Quando poi si apriranno nuove finestre su onde gravitazionali, neutrini, zero point energy ecc. non possiamo oggi immaginare cosa ne verrà fuori ...
I modelli omogenei aperti (metrica a curvatura negativa costante) prevedono, da quello che ho capito io, una massa totale infinita.
Allora, se gli esperimenti confermeranno questo modello si dovrà dedurre che la massa è infinita. Mi sembra logico.
ps. mi domando : perchè in questo topic non si discute sui modelli ? Mi embra che se non si discute sui modelli si rischi di girare a vuoto ... per questo, se la discussione non verterà sui modelli, mi ritirerò ...
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