Ile atomów znajduje się w całym obserwowalnym Wszechświecie?

Pytanie

Pyta Damian

Czy możemy obliczyć ile atomów znajduje się w całym obserwowalnym Wszechświecie?

Odpowiedź

Odpowiada Mikołaj Misiak

Możemy to obliczyć mnożąc objętość obserwowalnego Wszechświata wynoszącą $V \simeq 10^{79} m^3$ przez średnią gęstość atomów na jednostkę objętości. Atomy składają się z jąder atomowych i elektronów, przy czym masa jądra odpowiada za ponad $99\%$ masy atomu. Jądra składają się z nukleonów (protonów i neutronów). Średnia gęstość nukleonów na jednostkę objętości Wszechświata wynosi $n_b \simeq 0.25/m^3$. Tak więc w całym obserwowalnym Wszechświecie znajduje się $N = V n_b \simeq 10^{78}$ nukleonów. Większość z tych nukleonów to protony stanowiące jądra atomów wodoru, albo poruszające się swobodnie w plazmie (np. we wnętrzach gwiazd lub w gorącym gazie międzygalaktycznym). Ilość atomów we Wszechświecie jest więc liczbą podobnego rzędu, co ilość nukleonów $N$. Nie podaję jednak konkretnego oszacowania, gdyż dostępne mi źródła nie są zgodne w kwestii procentowego wkładu nukleonów w atomach do średniej gęstości nukleonów.