Пусть Вселенная полностью состоит из водорода. А еще у нас есть красное смещение . с постоянной Хаббла . Мы также знаем, что плотность Вселенной ( ).
Верен ли следующий подход для определения плотности водорода во Вселенной?
Сначала вычисляем плотность , то имеем . Отсюда мы получаем и из этого мы вычисляем , радиус наблюдаемой Вселенной. При этом мы вычисляем объем Вселенной и мы получаем мессу . Затем мы вычисляем количество атомов водорода с . Теперь у нас есть числовая плотность водорода .
Правильно ли это решение? Или мы должны решить это по-другому?
Источником вопроса является Национальная олимпиада Ирана, которая недоступна на английском языке, поэтому приведенный выше мой перевод вопроса.
Итак, чтобы оценить ответ, вам нужно преобразовать плотность массы в числовую плотность по формуле . После получения текущей плотности чисел вам нужно сместить ее в красную сторону до конечной , здесь . Имейте в виду, что плотность водорода изменяется из-за расширения Вселенной.
Тем не менее, предположение «пусть вселенная полностью состоит из водорода» делает этот вопрос крайне нереалистичным, поэтому я согласен с @James K, что это не астрономия реального мира. В реальном мире только около 5% всей энергии состоит из барионов, среди которых содержание водорода составляет . Кроме того, при красном смещении , звездообразование и т. д. снижает плотность нейтрального газообразного водорода, см. недавние наблюдения здесь и здесь .
ПрофРоб
титанзарус
титанзарус
пела
Джеймс К.
Корнпоб Бхиромбхакди