Credit: NASA/ESA
In aansluiting op mijn eerdere blog over de boeiende vraag ‘hoe groot is het (waarneembare) heelal?’ nu een blog over de minstens zo boeiende vraag hoeveel deeltjes er in dat waarneembare heelal zitten. De Griek Archimedes (287-212 voor Chr.) deed in zijn werk ‘Zandrekenaar’ al een stoutmoedige poging het aantal zandkorrels in het heelal te berekenen. De Amerikaans-Canadese sterrenkundige Don Page doet het ruim twee millenia dunnetjes over, niet voor het aantal zandkorrels, maar het aantal deeltjes in het heelal. In zijn in mei dit jaar verschenen artikel op de arXiv maakt hij de nodige berekeningen, uitgaande van een straal van het waarneembare heelal van 45,4 miljard lichtjaar – da’s om en nabij de 4,2950798936 10^28 centimeters – en dat levert dit indrukwekkende rijtje van getallen op:
- Aantal baryonen (protonen en neutronen) in het waarneembare heelal is 8,34 x 1079
- Aantal elektronen is net zo groot, dus 8,34 x 1079
- Aantal fotonen is 1,36 x 1089
- Aantal neutrino’s is 1,11 x 1089
- Aantal gravitonen is 2,0 x 10113r
Dat laatste aantal is opmerkelijk: gravitonen zijn de dragers van de zwaartekracht en ze zijn vooralsnog hypothetisch. Een kwantumbeschrijving van de zwaartekracht, dat nodig is om met dergelijke deeltjes de werking van de zwaartekracht te beschrijven, is er nog niet. Page stelt dus dat áls de gravitonen bestaan ze de meest voorkomende deeltjes in het heelal zijn. De term r is de welbekende tensor-to-scalar ratio, een noodzakelijke term in een heelal dat start met een fase van inflatie, die ik in een eerdere blog heb beschreven. Geschat wordt dat r niet hoger is dan 0,1. In een volgende blog – ooit te verschijnen, bij voorkeur vóór 1 mei 2022 – het antwoord op de nog boeiender vraag: hoeveel deeltjes donkere materie zitten er in het waarneembare heelal?’
