Quel pourcentage de l'hydrogène aujourd'hui n'a jamais été dans une étoile

Il va de soi qu'une partie de l'hydrogène et de l'hélium qui se sont formés directement en tant que produit du big bang n'est peut-être jamais tombée dans une étoile pour être réjectée lorsque cette étoile explose. Ma question est, étant donné la meilleure théorie, quel pourcentage de cette matière a réussi à dériver sans être aspiré dans une étoile. Avons-nous une idée?

cosmology matter hydrogen

— AgilePro
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Environ 70% de la matière baryonique de l'univers est de l'hydrogène, avec une densité moyenne d'environ $4\times 10^{-29}$ kg / m $^3$ .

La plupart des étoiles qui sont nées sont encore en vie, puisqu’une étoile moyenne n’est $0.25 M_{\odot}$ et a une durée de vie beaucoup plus longue que l'âge de l'univers (donc très peu de matériaux ont été réellement recyclés).

Si nous supposons qu'il y a $10^{22}$ étoiles de $0.25 M_{\odot}$ dans un univers observable d'un rayon de 47 milliards d'années-lumière, soit 70% H en masse, l'hydrogène "stellaire" n'est qu'une partie sur 73.

Ainsi, il n'y a qu'un seul noyau d'hydrogène (un proton) dans une étoile pour 73 dans l'univers. Ce ratio aurait été plus petit dans le passé (par exemple à la naissance du Soleil). Mais comme je l'ai mentionné, la majeure partie de cet hydrogène (environ 90%) se trouve dans des étoiles qui vivent plus longtemps que l'univers. Par conséquent, mon estimation très approximative est qu'environ 1 atome d'hydrogène sur 1000 sur Terre se trouve à l'intérieur d'une étoile. Cela contraste nettement avec le fait que 100% des atomes de carbone et d'oxygène se trouvent à l'intérieur d'une étoile.

EDIT: Pour être juste, ce calcul dépend beaucoup du nombre d'étoiles dans l'univers observable. Ce nombre est très incertain et pourrait être plus élevé - peut-être $10^{23}$ (voir ici ), auquel cas mes chiffres sont quelque peu pessimistes et cela pourrait plutôt ressembler à 1 atome H sur 7 à l'intérieur d'une étoile et 1 atome H sur 100 sur Terre à l'intérieur d'une étoile. Cependant, je ne pense pas qu'il y ait d'argument selon lequel la majorité de l'hydrogène dans l'univers n'est pas, et n'a jamais été, dans une étoile, mais que ce soit 90% ou 99% est toujours théorique.

— Rob Jeffries
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Vous utilisez le nombre d'étoiles aujourd'hui, mais n'avez-vous pas besoin de prendre en compte la durée de vie d'une étoile et le nombre d'étoiles qui ont existé dans le passé? Hmmm, après réflexion, il semble que la durée de vie stellaire se situe dans les milliards d'années, donc il n'y a pas eu beaucoup de chiffres d'affaires. Pour calculer la quantité de matière terrestre provenant d'étoiles, n'avez-vous pas besoin de considérer principalement le nombre d'étoiles mortes dans la vie de l'univers? La matière restée dans les étoiles ne compte pas.

— AgilePro

@AgilePro Comme je l'ai dit dans ma réponse, la grande majorité (90%) de l'hydrogène "stellaire" est enfermée dans des étoiles de faible masse dont la vie est beaucoup plus longue que celle de l'univers. L'étoile moyenne a une masse d'environ un quart de celle du Soleil et une durée de vie de plusieurs dizaines de milliards d'années. Si vous regardez attentivement, je ne tenir compte de ce facteur dans mes calculs de la fraction des atomes H sur la Terre qui ont été dans une étoile.

— Rob Jeffries

Fascinant que le diamètre de l'univers connu soit bien supérieur à son âge. Cela n'implique-t-il pas une expansion FTL non seulement pendant ses premiers instants mais beaucoup plus longtemps? Et sait-on vraiment que le pourcentage d'étoiles de 1/4 de la masse solaire est vrai dans le premier univers? De plus grandes masses d'étoiles dans le premier univers augmenteraient considérablement le pourcentage d'éléments plus lourds.

— Tom Russell

@TomRussell Il existe plusieurs SE Q = As sur la taille de l'univers observable (et une page wikipedia en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe ). Seules les toutes premières étoiles auraient pu être très massives. La majeure partie de la formation d'étoiles s'est produite à des décalages vers le rouge de 2 à 3 et non dans un matériau vierge. Cependant, vous avez raison, nous ne savons pas que la distribution de masse des étoiles était la même que dans l'univers local. C'est pourquoi j'ai dit "Si nous supposons ...".

— Rob Jeffries