Transcript Hoeveel fotonen vliegen er door het heelal?

HR/2016-03-23 21:29
1/1
Totaal aantal ooit uitgezonden fotonen in het heelal
Uitgangspunt:
De zon is een gemiddelde ster.
Dit is conform astronomische waarnemingen.
veronderstelde gemiddelde
fotongolflengte:
λF
≈ 500
nm
= 500×10-9
zonnestralingsintensiteit op aarde
= zonneconstante:
IZA
afstand zon-aarde:
rZA
zonsmassa:
mZ
lichtsnelheid:
c
constante van Planck:
h
ouderdom heelal:
tBB
huidige grootte heelal:
rU
sterren in heelal:
NZU
=
=
=
=
=
≈
≈
≈
1367
149.6×109
1.989×1030
299 792 458
6.626×10-34
13.8
46.5
1022
W/m2
m
kg
m/s
J⋅s
Ga
Gly
(buiten de atmosfeer)
volume heelal:
zonsvermogen:
energie per foton:
zonsfotonproductie:
fotonprod. universum:
≈
=
=
=
=
4
/3 π rU3
IZA × 4π rAZ2
h⋅c⋅÷⋅λF
PZ⋅÷⋅EF
NZU × φZ
≈
=
=
=
≈
3.57×1080
3.845×1026
3.973×10-19
9.677×1044
1067
φU × tBB
≈
4.4×1084
VU
PZ
EF
φZ
φU
totaal aantal ooit door sterren
uitgezonden fotonen:
NFU =
= 4.355×1017
m
s
(diam. ≈ 93 mld. lichtjaar)
(1011 gal. × 1011 sterren/gal.)
m3
W
J
/s
/s
Als we mogen veronderstellen dat verreweg de meeste hiervan nog steeds geen doel hebben
getroffen is dat dus gewoon het aantal fotonen die momenteel door het heelal vliegen:
fotondichtheid:
fotonenergie in univ.:
fotonenergiedichtheid:
overeenk. fotonmassa:
massa sterren in univ.:
fotonfractie:
ρF =
EFU =
=
mFU =
mZU =
mFU :
NFU / VU
NFU × EF
EFU / VU
EFU ÷ c2
NZU × mZ
mZU
≈
≈
≈
≈
≈
≈
12 338
1.75×1066
4.68×10-14
1.94×1049
2×1052
1 : 1 000
/m3
J
J/m3 (Pa)
kg
kg
=1‰
mZU is gebaseerd op NZU, het aantal sterren (zonnen) in het universum. Er is echter ook heel veel
interstellair (intragalactisch) en intergalactisch gas en stof. Daardoor is de massa in het universum 10
keer zo groot. En dat betreft dan slechts de "gewone" materie die slechts 4% van het heelal uitmaakt.
De z.g. donkere materie (22%) en donkere energie (74%) laat ik hier buiten beschouwing. Derhalve:
totale hoeveelheid gewone
materie in het universum:
fotonfractie:
mMU ≈ 2×1053
mFU : mMU
kg
≈
Copyright © 2016, Ir. H. Reints
(200 octiljard kilogram)
1 : 10 000
= 1 ‰0