Las abundancias elementales (en fracción de masa) en el universo son aproximadamente las siguientes. [1]
Hidrógeno – 74%
Helio – 24%
Oxígeno – 1%
Carbono – 0.5%
Otros – 0.5%
Ahora suponga que toda la masa se debe a nucleones (la masa de electrones es insignificante).
Por cada 100 nucleones,
74 son protones en hidrógeno – corresponde a 74 electrones
26 están en elementos más pesados, corresponde a 13 electrones, porque todos tienen aproximadamente el mismo número de protones y neutrones.
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Es decir, hay aproximadamente 87 electrones por cada nucleón (suponiendo que el universo no tenga carga eléctrica neta).
Ahora, los fotones son una materia diferente. Por un lado, el número de fotones no se conserva (a diferencia de los bariones y leptones donde se conservan el número de bariones y el número de leptones, posiblemente no exactamente en el caso del número de bariones; pero los procesos que implican la violación de la conservación del número de bariones son muy improbables). En un espectro de cuerpo negro, el número total de fotones es infinito, aunque la energía total es finita. [2]
Para un espectro de cuerpo negro con temperatura T, el valor esperado del número de fotones con frecuencia [math] \ omega [/ math] viene dado por
[matemáticas] \ bar n = \ frac {1} {exp (\ frac {\ hbar \ omega} {kT}) – 1} [/ matemáticas]
Tenga en cuenta que esta expresión va al infinito cuando [math] \ omega [/ math] es muy pequeña. Esto significa que si intenta estimar el número total de fotones integrando sobre todos [math] \ omega [/ math], la integral diverge. Por lo tanto, no tiene sentido hablar sobre el número total de fotones.
[1] Abundancia de elementos químicos.
[2] http://physics.ucsc.edu/~drip/5D…
