Combien d’atomes existe-t-il dans l’univers ?

L’univers est vaste. Les scientifiques estiment qu’il y a 1080 atomes dans l’univers. Comme on ne peut pas sortir et compter chaque particule, le nombre d’atomes dans l’univers est une estimation. C’est une valeur calculée et non pas un simple nombre aléatoire et inventé de toutes pièces.

Comment le nombre d’atomes est calculé

Le calcul du nombre d’atomes suppose que l’univers est fini et a une composition relativement homogène. Ceci est basé sur notre compréhension de l’univers, que nous voyons comme un ensemble de galaxies, chacune contenant des étoiles. S’il s’avérait que ces ensembles de galaxies sont nombreux, le nombre d’atomes serait bien plus élevé que l’estimation actuelle. Si l’univers est infini, alors il est constitué d’un nombre infini d’atomes. Hubble voit le bord de la collection de galaxies, sans rien au-delà, de sorte que le concept actuel de l’univers est une taille finie avec des caractéristiques connues.

L’univers observable est constitué d’environ 100 milliards de galaxies. En moyenne, chaque galaxie contient environ un trillion ou 1023 étoiles. Les étoiles sont de tailles différentes, mais une étoile typique, comme le Soleil, a une masse d’environ 2 x 1030 kilogrammes. Les étoiles fusionnent des éléments plus légers avec des éléments plus lourds, mais la majeure partie de la masse d’une étoile active est constituée d’hydrogène. On pense que 74 % de la masse de la Voie lactée, par exemple, est sous forme d’atomes d’hydrogène. Le Soleil contient environ 1057 atomes d’hydrogène. Si vous multipliez le nombre d’atomes par étoile (1057) par le nombre estimé d’étoiles dans l’univers (1023), vous obtenez une valeur de 1080 atomes dans l’univers connu.

Autres estimations des atomes dans l’univers

Bien que 1080 atomes soit une bonne valeur approximative pour le nombre d’atomes dans l’univers, il existe d’autres estimations, principalement basées sur différents calculs de la taille de l’univers. Un autre calcul est basé sur les mesures du rayonnement de fond des micro-ondes cosmiques. Dans l’ensemble, les estimations du nombre d’atomes varient entre 1078 et 1082 atomes. Ces deux estimations sont des nombres importants, mais très différents, ce qui indique un degré d’erreur important. Ces estimations sont basées sur des données concrètes, donc elles sont correctes en fonction de ce que nous savons. Des estimations révisées seront faites au fur et à mesure que nous en apprendrons davantage sur l’univers.

Sources

• Maison Blanche, David. « Les astronomes mesurent l’Univers. » BBC News, 28 mai 2004.
• Gott III, J.Richard, et al. « A Map of the Universe ». The Astrophysical Journal, vol. 624, no. 2, IOP Publishing, mai 2005, p. 463-84.