Het lijkt onmogelijk om uit te rekenen hoeveel deeltjes er in het heelal zijn. Toch is dit nog best goed te doen op de achterkant van een bierviltje.
Het heelal is enorm en deeltjes zijn minuscuul. Logischerwijs zal het antwoord op de vraag ‘hoeveel deeltjes bevat ons heelal?’ dus een enorm getal zijn. Maar hoe enorm? KIJK rekende het uit.
Definitie
Daarvoor moeten we eerst wat dingen scherpstellen. Hoe definiëren we ‘deeltjes’? In dit geval hebben we het over de bouwstenen van atoomkernen: protonen en neutronen. Verder beperken we ons tot het gedeelte van het heelal dat we vanaf de aarde kunnen zien, oftewel het waarneembare heelal. Dat is een bolvormig gebied rond de aarde met een inhoud van viermaal 10^80 kubieke meter; een vier gevolgd door tachtig nullen. (Buiten deze onvoorstelbaar grote bol is ongetwijfeld nog meer heelal, maar dat laten we buiten beschouwing, omdat we daarover onmogelijk iets te weten kunnen komen.)
Vervolgens hebben we de dichtheid van ons heelal nodig: 8,64 miljardste van een miljardste van een miljardste (ofwel 8,64 maal 10^-27) kilogram per kubieke meter. Vermenigvuldigen we deze dichtheid met het eerdergenoemde volume, dan blijkt dat het waarneembare heelal 3,5 maal 10^54 kilogram ‘weegt’.
4 kuub
Hoe halen we daar vervolgens het aantal deeltjes uit? Eerst moeten we dan meenemen dat slechts 4,85 procent van ons heelal uit protonen en neutronen bestaat. Dat komt neer op 1,68 maal 10^53 kg. Delen we die massa vervolgens door de massa van een enkel proton of neutron (1,67 maal 10^-27 kilogram), dan komen we uit op 10^80 protonen en neutronen.
Interessant is dat dit getal, hoe groot ook, vier keer zo klein is als het aantal kubieke meters in het waarneembare heelal. Dus gemiddeld genomen bevat 4 kuub ruimte maar één proton of neutron. Dan weet je weer hoe bizar leeg ons heelal eigenlijk is.
Ook een vraag voor de rubriek ‘KIJK antwoordt’? Mail hem naar info@kijkmagazine.nl! Deze vraag kon je vinden in KIJK 10/2017.
Lees ook:
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!