¿Hay alguna reposición de hidrógeno en el cosmos?

Los neutrones no unidos tienen una vida media de aproximadamente 12 minutos y se descomponen en un protón y un electrón (es decir, hidrógeno). Esta fue la principal fuente de hidrógeno en el universo hoy, y se produjo en los primeros minutos del Big Bang.

Entonces, lo que debemos buscar son fuentes naturales de neutrones no unidos. Ciertos tipos de desintegración radiactiva producen un pequeño número de estos, pero no lo suficientemente significativos como para ser considerados “reposición”.

Durante el colapso de un núcleo estelar durante un evento de supernova, los neutrones se producen en grandes cantidades. Esto sucede cuando la masa estelar es mayor de aproximadamente 1,4 veces la del sol, también conocido como el límite de Chandrasekhar, y los electrones y protones se agrupan básicamente por gravedad (ver Degeneración de electrones). Cuando el núcleo “rebota”, la onda de choque puede expulsar al espacio parte de este material de neutrones, junto con todo tipo de elementos más pesados ​​más allá del hierro. Algo de esto puede ser hidrógeno “nuevo”, ya que estos neutrones se descomponen.

Si lo anterior es correcto, entonces las observaciones de la nebulosa de gas en expansión de una supernova deberían poder verificar esto. Esto se debe a que el hidrógeno formado por la descomposición de neutrones aumentaría el contenido general de hidrógeno en la nube de gas post-nova sobre lo que estaría allí si solo se eliminara el hidrógeno pre-nova.

Esto aún no constituiría una reposición en el sentido de que sería mucho menos que el hidrógeno consumido durante la vida de la estrella o “perdido” para el universo en el remanente estelar, una estrella de neutrones o un agujero negro.

Gran tema para muchas lecturas adicionales.

Hola Chris

Buena pregunta Algunas personas (una minoría para estar seguros) son de la escuela de astrofísica “Steady State” y le dirán que el hidrógeno se crea continuamente. Esto no es una convicción religiosa, es una teoría científica real. Algunos astrónomos muy influyentes como Fred Hoyle en 1948. Él y otros plantearon un universo sin diferencia en densidad o edad; era básicamente lo mismo en cualquier momento y en cualquier lugar.

Einstein tuvo problemas con el “Estado estacionario” porque era inestable en la relatividad especial y se creía que el Principio cosmológico perfecto se había estrellado y quemado. Dicho esto, aquí hay un artículo bastante bueno que le gustaría revisar http://casswww.ucsd.edu/archive/ … porque algunos tipos simplemente nunca se rinden.

Imagen: spaceplace.nasa.gov si el universo solo está hecho de galaxias, estrellas, planetas y otras cosas que conocemos, no debería expandirse.

La iteración más reciente es la cosmología de estado casi estacionario (QSS) que fue propuesta en 1993 por Hoyle, Burbidge y Narlikar como una nueva encarnación de las ideas de estado estacionario destinadas a explicar características adicionales no explicadas en la teoría original. (La teoría básica que subyace a la cosmología de estado cuasi-estable) Sugieren focos de creación que ocurren con el tiempo dentro del universo en m inibangs, mini eventos de creación o pequeñas explosiones . Después de la observación de una galaxia acelerada en el universo, modificaron su modelo para acomodar los nuevos datos y el debate continúa.

Dado que solo el 4% del universo es materia tal como la conocemos, el 68 a 73% restante es energía oscura y 27-23% es materia oscura (Energía Oscura, Materia Oscura).

Nasa Image Dark Matter Core desafía la explicación en Hubble Image Fue el resultado que nadie quería creer. Los astrónomos observaron lo que parecía ser un grupo de materia oscura que quedó atrás durante un extraño naufragio entre grandes cúmulos de galaxias.

La materia oscura se reunió en un “núcleo oscuro” que contenía muchas menos galaxias de las que se esperaría si la materia oscura y las galaxias colgaran juntas. La mayoría de las galaxias aparentemente han navegado lejos de la colisión. Este resultado podría presentar un desafío a las teorías básicas de la materia oscura, que predicen que las galaxias deberían estar ancladas a la sustancia invisible, incluso durante el choque de una colisión.

En pocas palabras: nadie sabe si hay una reposición de hidrógeno. Todo lo que sabemos son datos y debate. De esto obtenemos una teoría temporal que a veces produce aplicaciones prácticas. Es un buen sistema y divertido para ser parte (la mayor parte del tiempo).

Saludos.

PD:

imagen: astrorhysy.blogspot.com

Imagen M31, la galaxia de Andrómeda, a 2 millones de LY. Nada que ver directamente con la pregunta. Realmente me gusta la imagen.

El hidrógeno se consume en las estrellas, se convierte en helio. El helio se fusiona con carbono, nitrógeno, oxígeno, y luego esos se ‘queman’ a elementos más pesados. Alrededor del 2% de la masa de materia ordinaria de la Vía Láctea son elementos pesados ​​en la actualidad, y como probablemente sepa, el 23% o el 24% de la masa está en helio.

Entonces, la proporción neta de hidrógeno disminuye con el tiempo, de manera bastante gradual. El efecto de algunos neutrones expulsados ​​de la supernova de los progenitores de alta masa no debería ser suficiente para negar eso, ya que el gran porcentaje de la masa en las estrellas está ligado a las estrellas de menor masa, cada vez más con el tiempo. La función de masa es muy pronunciada, la mayor parte de la masa está atada a estrellas con menos de una masa solar, con una larga vida útil de muchos miles de millones de años. En su mayoría, están ocupados convirtiendo hidrógeno en helio en sus núcleos.

No hasta donde sabemos.

La cantidad de materia en el universo se volvió más o menos fija después del período de recalentamiento en el universo temprano. Sí, la materia puede crearse a partir de altas concentraciones de energía y la materia puede descomponerse en radiación, y es esta última posibilidad la que ocurre con más frecuencia que lo contrario. Entonces, la cantidad total de materia en el universo está disminuyendo muy lentamente a medida que parte de ella se descompone en radiación.

Localmente sí, el hidrógeno se puede producir a partir de reacciones químicas, pero a escala universal, la cantidad de hidrógeno ha ido disminuyendo con el tiempo. Considere que TODA la materia actual solía ser hidrógeno y helio (y trazas de litio) en el universo muy temprano.

Es difícil imaginar cómo podría haber una reposición de hidrógeno, al menos no a gran escala del cosmos. Por otro lado, el cosmos parece estar obteniendo más “espacio” de alguna manera. Lo explican como “Energía oscura” que impulsa la expansión del universo, y “Materia oscura” que proporciona la gravitación adicional necesaria para explicar el movimiento aparente de las galaxias y las lentes gravitacionales. Quizás algo está sucediendo que puede crear hidrógeno en algún lugar del 90% del universo que no podemos ver, o no.

Su pregunta muestra maravillosa curiosidad y creatividad. Nadie podría saber si la respuesta es sí o saber. La mayoría de los físicos “adivinarían” y dirían que no. SOY un físico teórico, y sospecho que la respuesta es sí. Origen del universo Pero como creo firmemente en las leyes básicas de conservación de la física, debe haber otra consecuencia. Si UN (nuevo) átomo de hidrógeno surgió, TAMBIÉN también debe existir un (nuevo) átomo de hidrógeno antimateria. Más aún, los dos deben MOVERSE en direcciones exactamente opuestas para conservar energía. Solo entonces podría existir un nuevo átomo de hidrógeno, Y también cumplir con nuestras Leyes de Conservación confiables de Masa y Energía.