Com a ajuda de cálculos muito ingênuos, o físico estabeleceu o número de partículas elementares no universo visível.
Matemáticos fanáticos que adoram contar tudo no mundo há muito tempo querem saber a resposta para a pergunta fundamental: quantas partículas existem no universo? Considerando que aproximadamente 5 trilhões de átomos de hidrogênio podem caber em apenas uma cabeça de alfinete, e cada um deles consiste em 4 partículas elementares (1 elétron e 3 quarks em um próton), é seguro supor que o número de partículas no universo observável está além representação humana.
Seja como for, o professor de física Tony Padilla, da University of Nottingham, desenvolveu uma forma de estimar o número total de partículas no universo, sem levar em conta fótons ou neutrinos, já que eles não têm (ou melhor, praticamente nenhuma) massa:
Para seus cálculos, o cientista usou dados obtidos com o telescópio Planck, que servia para medir a CMB, que é a radiação de luz visível mais antiga do Universo e, assim, forma uma aparência de seu limite. Graças ao telescópio, os cientistas foram capazes de estimar a densidade e o raio do universo visível.
Outra variável necessária é a fração de matéria contida nos bárions. Essas partículas são compostas por três quarks, e os bárions mais famosos hoje são os prótons e os nêutrons, e portanto em seu exemplo Padilla os considera. Finalmente, para o cálculo, você precisa saber as massas do próton e do nêutron (que aproximadamente coincidem uma com a outra), após o que você pode prosseguir com os cálculos.
O que um físico faz? Ele pega a densidade do universo visível, multiplica-a por uma fração da densidade de apenas bárions e então multiplica o resultado pelo volume do universo. Ele divide a massa resultante de todos os bárions no Universo pela massa de um bárion e obtém o número total de bárions. Mas não estamos interessados em bárions, nosso objetivo são as partículas elementares.
Sabe-se que cada bárion consiste em três quarks - e é disso que precisamos. Além disso, o número total de prótons (como todos sabemos no curso de química da escola) é igual ao número total de elétrons, que também são partículas elementares. Além disso, os astrônomos estabeleceram que 75% da substância do Universo é representada por hidrogênio, e os 25% restantes são hélio, enquanto outros elementos podem ser desprezados em cálculos dessa escala. Padilla calcula o número de nêutrons, prótons e elétrons, e então multiplica as duas primeiras posições por três - e finalmente temos o resultado final.
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O mais interessante é que, dada a escala do Universo, essas partículas nem preenchem a maior parte do seu volume total. Como resultado, há apenas uma (!) Partícula elementar por metro cúbico do Universo.
Vasily Makarov
