Estimer l’espace nécessaire pour regrouper chaque particule de l’univers dans un seul coin est une expérience de pensée amusante qui met en évidence à quel point le cosmos est réellement vide. Bien que les chiffres exacts soient incertains, nous pouvons arriver à un chiffre raisonnable en faisant trois hypothèses bien justifiées.
Hypothèse 1 – Taille de l'Univers : Pour cet exercice, nous considérons l’univers observable comme un cube de 30 milliards d’années-lumière de chaque côté. Cela donne un volume total d'environ 2,7×10 31 années-lumière cubes.
Hypothèse 2 – Masse totale : Les estimations cosmologiques actuelles situent la masse de l'univers observable à environ 1,6 × 10 60 . kg. Voir la page NASA de la NASA. et l'article « Extension, âge et masse de l'univers » pour les différentes méthodes utilisées pour obtenir ce chiffre.
Hypothèse 3 – Densité finale : Si nous pouvions d’une manière ou d’une autre empêcher la matière de s’effondrer en un trou noir, nous pourrions l’étendre à la même densité moyenne que le Soleil. La densité moyenne du Soleil est d'environ 1 410 kg/m 3 . (à titre de comparaison, l'eau est à 1 000 kg/m 3 ).
En divisant la masse totale par la densité du Soleil, on obtient un volume d'environ 1,1 × 10 57 m 3 pour toute la matière de l'univers.
Puisqu'une année-lumière cubique contient environ 1 × 10 48 m 3 , ce volume se traduit par environ 1,1 × 10 9 années-lumière cubes. Le regrouper dans un cube donne une longueur de côté d'environ 1 000 années-lumière.
En d’autres termes, si toute la matière cosmique était condensée dans un seul coin, elle occuperait un cube de seulement mille années-lumière de diamètre, soit une fraction infinitésimale du volume total de l’univers. En fait, seulement environ 4,2 × 10 –18 % de l'univers observable contiendrait n'importe quelle matière.
Dans ce contexte, la matière fait référence à toutes les particules baryoniques et non baryoniques qui constituent les composants visibles et sombres de l'univers – des protons et des neutrons à la matière noire et aux radiations.
Apprenez-en davantage sur la taille, la masse et la densité de l'univers sur le site Web de la NASA. et des ressources physiques telles que Magnitudes of Physics .
