観測可能な宇宙の総質量？

観測可能な宇宙の総質量は有限でしょうか、それとも無限の質量をもつのでしょうか。

Wikipediaの記述などを呼んでいると、両説が併存しているようです。

[質量有限説]
・観測可能な宇宙内の星の推定総数は9×10の21乗（＝90垓）個となる。
・太陽の質量（2×10の30乗 kg）を平均太陽質量（矮星の多さと、太陽より質量の大きな星の数はつりあっているとする）とし、星の総数を10の22乗個とすれば、観測可能な宇宙の星の総質量は3×10の52乗 kgとなる
・観測可能な宇宙の総質量の5％未満が星などの可視的な物質で構成されており、残りは暗黒物質やダーク・エネルギーが占めていると予測される。
・つまり５％が3×10の52乗 kgだから、観測可能宇宙の総質量は3×10の52乗 kgの20倍ほどの有限値と理解される。

[質量無限説]
・観測可能な宇宙の中にブラックホールがあると考えられる。
・ブラックホールの中心は密度が無限大と考えられる
・密度＝質量／容積において、容積はゼロを取れないので、質量が無限であることを示す。
・ブラックホールが質量無限であれば、そのブラックホールを含む観測可能宇宙の質量も無限である。

御見識のある方々より、観測可能宇宙の質量有限説、あるいは質量無限説のいずれかをご説明いただけるとありがたいです。

No.4 回答者： foomufoomu 回答日時： 2012/06/10 14:33

ビッグバン説によると、100億年前には全宇宙の質量は1点に集まっていたとされるので、今の宇宙の広がり速度と密度からその質量を推定すると、水素原子が10の40乗個(20乗だったかも)ぶんになる。

という話を聞いたことがあります。(真偽は分かりませんが)

無限説のほうは、内容がでたらめすぎます。こちらは間違いなくウソです。
ブラックホールは、極端に密度が高くて重力が異常な状態になっている以外は、普通の星です。遠くから見れば、真っ黒なため観測不可能な星、というだけのことです。

この回答への補足

＞極端に密度が高くて重力が異常な状態になっている以外は、普通の星です。

「極端に密度が高い」だけなのに、なぜ、その密度が有限の数値であることを忘れて、無限大などというトンデモ表現を使う人が多いのでしょうか？

極端に密度が高くても、それを宇宙の質量試算で指数表現を使う様に、１０の８０乗Kg/m3とか、１０の３００乗Kg/m3などと有限の見積もり数値にすることは出来ないのでしょうか。

そのように有限の世界で論じてもらえれば要らぬ誤解は避けられるでしょうにね。

補足日時：2012/06/10 14:55

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

フームフーム先生の回答はいつも説得力があります！！

お礼日時：2012/06/10 15:04

No.3 回答者： tetsumyi 回答日時： 2012/06/10 14:07

ブラックホールの質量が無限になることはあり得ません。

元は有限の質量を持った恒星がつぶれてブラックホールのなったと考えられているのですから、無限の質量にはなりせん。
ブラックホール内では時間が変わると同時に長さも変わるので、極限値に向かって収束するとしても収束の仕方で質量が無限で長さがゼロでないとは言えない。

この回答への補足

＞質量が無限で長さがゼロでないとは言えない。

質量が有限で、長さ（容積）がゼロである可能性を示唆しているのでしょうか？

私は、実は、「密度が無限大」という部分を疑っています。
数式上の特異点があるこということが、実際の自然現象で無限の密度になるという事でもない、と考えています。

ブラック・ホールの外部では自然現象を良く近似している数式が、ブラックホールの内部の現象に関しては近似しないとう可能性もあると思うのです。

しなし、なぜか、「ブラックホールの中心は密度が無限」という記述に疑問を呈する意見を観たことがありません。無学なので自分ではそこまで研究できない為に、皆さんのお考えを聞いてる次第です。

補足日時：2012/06/10 14:22

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

お礼日時：2012/06/10 14:22

No.2 回答者： ok9608 回答日時： 2012/06/10 09:48

観測データ（背景放射、ハッブル則に従う後退星座など）とフリードマン宇宙理論では無限大質量の宇宙を是としてないとおもいます。

ブラックホールの質量が無限大とすれば　その影響は周辺星座の観測データにもでるはずです。が　示されてないとおもいます。理論的に無限大質量になるようでしたらその理論を疑うべきでしょう。

物理学における無限大の取扱いは　観測データとあわせて注意深く吟味するべきかと思います。

この回答への補足

＞理論的に無限大質量になるようでしたらその理論を疑うべきでしょう。

私は、ブラックホールの中で、数式上の特異点を迎えるという理論に疑問をもっています。ブラックホールの外で自然現象をよく近似する方程式がみつかったとしても、ブラックホール内部では、とくに中心付近では、新たなファクターが作用し、結局特異点をもつ数式とは異なった数式が現象をよく近似するという可能性があると思っています。

しかし、「ブラックホールの中心部の密度が無限大」という説に対して、反論をみたことがありません。

無学なもので、自分ではそこまで研究できない為に、皆さんのご意見をうかがっている次第です。

補足日時：2012/06/10 14:26

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

お礼日時：2012/06/10 14:25

No.1 回答者： bougainvillea 回答日時： 2012/06/09 23:52

私の理解では、ブラックホールの内側は観測可能な世界の外（事象の地平面の向こう側）にあるので

密度が無限大になってるのは除外する。
つまり観測可能な宇宙の質量は有限であるということになります。

この回答への補足

通常は、ブラックホールのシュバルツシルト半径内を観測可能な宇宙から除外するということは無い様に思います。

もし、シュバルツシルト半径の内側を除外するとすれば、「観測可能な宇宙にはブラックホールは無い」という結論になりますが、それは一般的に受容されないと思います。

私は、今まで、ブラック・ホール仮説を採用し、それが観測可能な宇宙の内部にある（＝質量が内数）という前提で考えておりました。

補足日時：2012/06/10 14:30

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

お礼日時：2012/06/10 14:26