Nombre d'atomes dans l'univers

Fin des années 1930, Arthur Eddington estima le nombre de protons dans l'univers, en disant qu'il était relié à la constante de structure fine (une constante fondamentale liée à l'interaction électromagnétique entre particules chargées).

Donc un nombre sorti un peu étrangement, mais qui ne s'avèrera pas totalement stupide. Ceci dit, c'est le genre de nombre qui peut varier vraiment beaucoup en fonction d'hypothèses que l'on prendra. Mais on n'est pas à un facteur 10 près. Ni même 100 ou 1000.

Ce nombre assez faramineux fut justifié plus tard ainsi :

• Nous observons des galaxies dans l'univers, une galaxie étant un rassemblement d'étoiles (et de trous noirs, souvent oubliés, sans parler de la matière sombre...). Il convient donc en premier lieu de déterminer le nombre de galaxies dans l'univers.
• Quelle est la taille moyenne d'une étoile ? Les variations sont importantes entre les géantes bleues et les naines brunes. Généralement on estime que notre Soleil est une étoile moyenne, standard, c'est bien commode comme hypothèse.
• À partir de là, c'est relativement simple car nous connaissons la masse du Soleil et donc de protons vu qu'une étoile est constituée principalement d'hydrogène.
• On néglige le reste : les planètes et autres corps sont d'une masse négligeable devant un soleil standard. Nous sommes vraiment de la poussière d'étoiles...

• Notre Soleil possède une masse de 10³⁰ kg, soit 10⁵⁷ protons

• Il y aurait 100 à 1000 milliards d'étoiles dans une galaxie (10¹¹ à 10¹²)

• Et 100 à 1000 milliards de galaxies dans l’univers observable, soit 10²² à 10²⁴ étoiles

Et on oublie là-dedans les trous noirs, surtout les supermassifs au centre des galaxies, estimés en milliards de masse solaire...

Même si c'est un ordre de grandeur, c'est un nombre très largement pifométré, et qui peut varier facilement, autrement dit ajouter quelques puissances de 10 supplémentaires. Et je dis ajouter car je pense qu'on ne voit pas tout, même si on se restreint à la matière normale, visible, et on a tendance à en découvrir de plus en plus...

Je ne me risquerai pas sur le sujet d'estimer la masse de l'univers, surtout si on se rappelle l'équivalence entre la masse et l'énergie (E=mc²), et que la mécanique quantique indique l'existence de l'énergie du vide (voir l'effet Casimir).

D'autre part, on ferait mieux de parler de quarks et autres particules apparemment insécables, mais bon, parler d'atomes est plus facilement compréhensible pour la majorité des gens, et de plus, l'atome le plus simple, l'hydrogène, un proton + un électron, est très largement majoritaire dans l'univers actuel, étant le composé principal des étoiles.