Det observerbara universum hänvisar till det område av rymden som är synligt för oss på grund av ljusets hastighets begränsningar. Det är den del av universum som kan observeras från jorden med hjälp av teleskop och andra instrument.
Att beräkna volymen av det observerbara universum involverar flera antaganden och mätningar:
1. Ljusets hastighet och universums ålder:
Vi antar att universum har expanderat i konstant takt sedan Big Bang. Ljusets hastighet ger en gräns för hur långt ljuset kan färdas över tiden. Det observerbara universum är den volym som ljus kunde ha färdats sedan Big Bang.
2. Hubble-konstant:
Hubble-konstanten (H0) är ett mått på universums expansionshastighet. Den bestäms genom att observera rödförskjutningen av avlägsna galaxer och mäta deras recessionshastighet. Hubble-konstanten hjälper till att uppskatta avståndet till dessa galaxer.
3. Flyttavstånd:
Comoving distance (dC) är ett mått på avstånd som tar hänsyn till universums expansion över tiden. Det definieras som avståndet ett objekt skulle ha om universum inte expanderade. Avståndet till en galax beräknas med hjälp av dess rödförskjutning och Hubble-konstanten.
4. Sfärisk volym:
Vi uppskattar formen av det observerbara universum som en sfär centrerad på jorden. Volymen av en sfär ges av formeln V =(4/3)πr^3, där r är radien.
5. Det observerbara universums radie:
För att beräkna radien för det observerbara universum använder vi förhållandet mellan färdavståndet och universums ålder. Om vi antar att universum är cirka 13,8 miljarder år gammalt, kan vi bestämma den maximala sträckan ljuset kunde ha färdats under denna tid.
Genom att koppla in de uppmätta värdena för Hubble-konstanten och universums ålder i formeln för färdavstånd, kan vi uppskatta radien för det observerbara universum. Denna radie låter oss sedan beräkna volymen med hjälp av formeln för volymen av en sfär.
Den nuvarande uppskattade volymen av det observerbara universum är cirka 93 miljarder ljusår i radie och har en volym på cirka 4 × 10^80 kubik ljusår (eller cirka 1,2 × 10^27 kubik parsecs).
Det är viktigt att notera att dessa beräkningar är baserade på vår nuvarande förståelse av universum och kan förändras med nya observationer och förbättringar i vår förståelse av kosmologi.
