Когда количество звезд будет максимальным?

Во вселенной очень грубо "крот" звезд. В Википедии цитируется оценка $3 \times 10^{23}$ хотя это число связано с некоторыми дебатами и неопределенностью.

Я хотел бы знать, есть ли оценки того, когда число звезд во вселенной максимизируется. Ожидается ли асимптотическое увеличение до некоторого максимума, или оно достигнет пика, а затем уменьшится.

Я полагаю, это может зависеть от того, какое определение «звезда» принято, если считать объекты коричневого или черного карлика или нет. Я не хочу заранее указывать, скорее всего, хороший, хорошо информированный ответ будет включать эту информацию.

— UHOH
источник

Хороший вопрос! В определении также необходимо рассмотреть вопрос о том, включать ли звездные остатки - и это не тривиальное рассмотрение, во-первых, пропорционально (например, из 100 ближайших звезд, 8 - белые карлики = 8%), а во-вторых, по совокупному эффекту (большинство звезд в конечном итоге как звездные остатки). Если вы включите их, то поиск максимума, вероятно, будет на удивление сложным, так как он должен будет учитывать количество двоичных файлов, которые заканчиваются слиянием, пропорцию SNE, которые не оставляют остатков компактного тела, количество звезд и компактных тела, которые падают в SMBHs ...

— Чаппо говорит восстановить Монику

... и траектория ускоряющегося расширения, то есть в какой далекой точке времени пространство расширяется достаточно быстро, чтобы предотвратить коллапс фрагмента молекулярного облака, и, таким образом, новые звезды не могут родиться?

— Говорит Чаппо о восстановлении Моники

На самом деле это в основном зависит от того, что вы определяете как «вселенная» и «когда». Я написал ответ для количества звезд в движущемся объеме как функции космической эпохи. Ответ значительно сложнее для количества звезд в наблюдаемой вселенной, о чем говорит википедия (с неопределенностью порядка величины).

— Роб Джеффрис

@RobJeffries, если есть оценка с использованием любого поддерживаемого определения «вселенная» и «когда», это было бы просто замечательно. Кроме того, я думал, что по крайней мере есть некоторая ручка в отношении размера / массы всей вселенной, основанная на том, что можно наблюдать и модели, но, видимо, нет.

— ух,

«Я полагаю, что это может зависеть от того, каково определение« звезды ».« На самом деле, я думаю, что вопрос о том, что означает «вселенная», может быть большей проблемой. Означает ли это «все существующее»? Означает ли это «все, что находится в момент времени t в наблюдаемой вселенной»? Означает ли это «все, что в космосе, что сейчас в наблюдаемой вселенной»?

— накопление

TL; DR Где-то между сейчас и несколькими сотнями миллиардов лет. (Для сопутствующего объема) Теперь продолжайте читать.

$N(m)$

$N(m)$ $\Phi(t)$

$t-\tau(m)$ $\tau(m)$

$t$

N_{*} (t) = \int_{0}^{t} \int_{m} N (m) Φ (t^{'}) - N (m) Φ (t^{'} - τ (m)) d m d t^{'} .

$N_*(t) = \int_0^{t} \int_m N(m) \Phi(t') - N(m)\Phi(t'-\tau(m))\ dm\ dt'\ .$

Я собирался (и, возможно, все еще буду) пытаться использовать какое-то аналитическое приближение, но Madau & Dickinson (2014) сделали это лучше и приняли во внимание зависимость времени жизни звезд от металличности и химическую эволюцию галактик. Скорость звездообразования достигла пика около 10 миллиардов лет назад, более чем на порядок ниже и экспоненциально уменьшается с постоянной времени 3,9 миллиарда лет.

Интегрированная звездная масса показана на рис. 11 (показано ниже). Он все еще растет сегодня, но очень низкими темпами и не прошел через максимум. Причина этого заключается в том, что большинство звезд имеют массы от 0,2 до 0,3 солнечных масс и время жизни намного больше, чем возраст Вселенной. Даже если эти звезды добавляются очень медленно, в настоящее время их смертность равна нулю.

Если звездообразование продолжится на низком уровне, то количество звезд начнет значительно уменьшаться только после того, как звезды около пика функции звездной массы, которые родились в самые ранние времена, начнут умирать. Время жизни звезды с массой Солнца 0,25 составляет около триллиона лет ( Laughlin et al. 1997 ).

С другой стороны, если звездообразование прекратилось сейчас, то количество звезд немедленно начало бы уменьшаться.

Возможно, мы могли бы утверждать, что текущее экспоненциальное снижение продолжится, и пик наступит еще через несколько миллиардов лет, когда звезды 0,8-0,9 масс Солнца начнут отмирать. Тем не менее, это футурология, учитывая, что у нас нет теории первых принципов, которая объясняет временную зависимость звездообразования, поэтому я считаю, что лучший ответ, который можно дать, это где-то между сейчас и несколькими сотнями миллиардов лет.

Обратите внимание, что этот ответ предполагает сопутствующую громкость. Если заданный вопрос сформулирован в терминах наблюдаемой вселенной, то, поскольку число звезд почти достигло плато, тогда ответ становится близким к тому возрасту, когда объем наблюдаемой вселенной максимизируется. Я говорю «близко к», потому что вы должны учитывать, что наблюдаемая вселенная включает звезды в срезах расстояний во всех космических эпохах. Я не желаю проводить этот ужасающий расчет, но учтите, что в современной космологической модели согласованности наша наблюдаемая вселенная медленно увеличивается от радиуса в 45 миллиардов световых лет до примерно 60 миллиардов световых лет в далеком будущем Davis & Lineweaver 2005 , и это может компенсировать медленное уменьшение количества звезд в сопутствующем объеме.

— Роб Джеффрис
источник

Хорошо, это займет некоторое время, чтобы прочитать и подумать, по крайней мере, несколько миллиардов лет. Спасибо!

— эх,

количество звезд на единицу массы, которое мы видим в населении Солнца. Должно ли это быть количество звезд на единицу массы, которое мы видим в населении Млечного Пути ?

— PM 2Ring

«которые подверглись (будут или будут) подвергаться реакциям ядерного синтеза, чтобы усилить свою светимость» Это меня смущает - не включает ли это «звездные остатки»?

— Кит МакКлари

@KeithMcClary переписывается в процессе ...

— Роб Джеффрис

Итак, мы обречены, обречены .....! :-)

— StephenG