Spørgsmål:
Hvilken procentdel af brintet i dag har aldrig været i en stjerne
AgilePro
2016-12-13 08:55:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det er indlysende, at noget af brint og helium, der dannes direkte som et produkt af big bang, måske aldrig er faldet i en stjerne for at blive kastet ud igen, når den stjerne eksploderer. Mit spørgsmål er, givet den bedste teori, hvor stor en procentdel af den sag, der har været i stand til at glide uden at blive suget ind i en stjerne. Har vi nogen idé?

En svar:
Rob Jeffries
2016-12-13 14:55:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ca. 70% af det baryoniske stof i universet er brint, med en gennemsnitlig tæthed på ca. $ 4 \ gange 10 ^ {- 29} $ kg / m $ ^ 3 $.

Det meste af stjerner, der nogensinde er født, lever stadig, da en gennemsnitlig stjerne kun er omkring $ 0,25 M _ {\ odot} $ og har en levetid meget længere end universets alder (så meget lidt materiale er faktisk blevet genbrugt).

Hvis vi antager, at der er $ 10 ^ {22} $ stjerner på $ 0,25 M _ {\ odot} $ i et observerbart univers med en radius på 47 milliarder lysår, det vil sige 70% H i masse, "stjernen" brint er kun en del i 73.

Så der er kun en brintkerne (en proton) i en stjerne for hver 73 i universet. Dette forhold ville have været mindre tidligere (fx når solen blev født). Men som jeg nævnte, ligger det meste af dette brint (ca. 90%) i stjerner, der har længere levetid end universet. Derfor er mit meget grove skøn, at omkring 1 brintatom i hver 1000 på jorden har været inde i en stjerne. Dette kontrasterer markant med sige, at 100% af kulstof- og iltatomer har været inde i en stjerne.

REDIGERING: For at være retfærdig afhænger denne beregning meget af, hvor mange stjerner der er i det observerbare univers. Dette tal er meget usikkert og kan være højere - måske $ 10 ^ {23} $ (se her), i hvilket tilfælde mine tal er noget pessimistiske, og det kan være mere som 1 H-atom i 7 er inde en stjerne og et H-atom i omkring 100 på jorden var inde i en stjerne. Jeg tror dog ikke, at der er noget argument for, at størstedelen af ​​brint i universet ikke er og aldrig har været i en stjerne, men om det er 90% eller 99%, er det stadig meget.

Du bruger antallet af stjerner i dag, men behøver du ikke overveje en stjernes levetid og antallet af stjerner, der har eksisteret tidligere? Hmmm, ved anden eftertanke ser det ud til, at stjernernes levetid er i milliarder af år, så der har ikke været så mange omsætninger. For at beregne hvor meget jordmateriale der kommer fra stjerner, behøver du ikke først og fremmest at overveje antallet af stjerner, der er * døde * i universets liv? Materiale, der blev tilbage i stjerner, tæller ikke med.
@AgilePro Som jeg siger i mit svar, er langt størstedelen (90%) af "stjernernes" brint låst væk i stjerner med lav masse og lever meget længere end universets. Den gennemsnitlige stjerne har en masse på omkring en fjerdedel af Solens og en levetid på mange titusinder af milliarder år. Hvis du ser nøje, justerede jeg * denne faktor i mine beregninger af den brøkdel af H-atomer på jorden, der har været i en stjerne.
Fascinerende at diameteren af ​​det kendte univers er meget større end dets alder. Indebærer det ikke FTL-udvidelse ikke kun i de første øjeblikke, men meget længere? Og er det virkelig kendt, at procentdelen af ​​stjerner på 1/4 af solmassen holdes sand i det tidlige univers? Større stjernemasser i det tidlige univers ville dramatisk øge procentdelen af ​​tungere grundstoffer.
@TomRussell Der er flere SE Q = Som på størrelsen af ​​det observerbare univers (og en wikipedia-side https://en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe). Kun de * allerførste * stjerner kunne have været meget massive. Hovedparten af ​​stjernedannelsen forekom ved rødskift på 2-3 og ikke i uberørt materiale. Imidlertid har du ret, vi ved ikke, at massefordelingen af ​​stjerner var den samme som i det lokale univers. Derfor sagde jeg "Hvis vi antager ...".


ⓘ
Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...