Wie groß ist die baryonische Materie im beobachtbaren Universum?
Radius von ca. 46 Milliarden Lichtjahren
Materie__Physik_
Materie__Physik_

== Vorkommen ==
Sterne und die Milchstraße am Nachthimmel. Im Universum gibt es etwa 1022 bis 1023 Sterne.
Die Gesamtmasse der baryonischen Materie im beobachtbaren Universum, die sich in einem kugelförmigen Volumen mit einem Radius von ca. 46 Milliarden Lichtjahren verteilt, wird auf 1.5·1053 kg geschätzt (inklusive dunkler Materie wären es ziemlich genau 1054 kg).
Gemäß dem Lambda-CDM-Modell, dem aktuellen Standardmodell der Kosmologie, liegen etwa 17 % der gesamten Masse in Form von baryonischer Materie vor, also Materie, bei der Protonen und Neutronen den größten Teil der Masse ausmachen.
Ein Teil der baryonischen Materie befindet sich in den insgesamt zirka 1022 bis 1023 Sternen, die in Form von Galaxien, Galaxienhaufen und Superhaufen die Struktur des Kosmos bilden. Ein kleiner Teil der Materie befindet sich nach dem Gravitationskollaps des vorher existierenden Sterns in einem der zahlreichen schwarzen Löcher und macht sich nur noch durch Gravitation bemerkbar.
Den restlichen Teil der baryonischen Materie bezeichnet man als Interstellare Materie oder als Intergalaktische Materie, je nachdem, ob sie sich innerhalb einer Galaxie oder zwischen den Galaxien befindet. Es handelt sich um Gas, Staub und größere Klumpen, wie z. B. Planeten. Das Gas, zum größten Teil Wasserstoff, liegt atomar oder ionisiert vor.
Den Großteil der Masse des Universums stellt mit 83 % die nicht-baryonische Dunkle Materie, die nicht leuchtet und bisher nur aus ihren Gravitationseffekten erschlossen wird. Ihre großräumige Verteilung scheint demnach stark der Verteilung der leuchtenden Materie zu ähneln. Das wird nach dem kosmologischen Standardmodell so verstanden, dass sich zuerst die Dunkle Materie ansammeln konnte und Halos bildete, in deren Gravitationsfeld sich dann die baryonische Materie konzentrierte und Sterne bilden konnte. Über die Natur der Dunklen Materie gibt es bisher keine gesicherten Erkenntnisse. In den hierzu vorgeschlagenen Deutungen spielen unter anderem die noch spekulativen Supersymmetrischen Partner der bekannten Teilchen eine Rolle.
Baryonische_akustische_Oszillation Hubble-Konstante Boltzmann-Gehirn
Baryonische_akustische_Oszillation

== Details ==
Nach der gängigen Theorie besteht Materie aus baryonischer und aus dunkler Materie. Nach der Inflation ist die Materie nicht absolut homogen verteilt, es gibt Anfangsfluktuationen. Durch Gravitation wird die baryonische Materie in Gebiete mit höherer Dichte an dunkler Materie hineingezogen, die Dichte der Baryonen nimmt zu. Dadurch steigt der Photonendruck, drängt die baryonische Materie wieder auseinander und bewirkt so eine Abnahme der Baryonendichte. Durch dieses Wechselspiel aus Anziehung aufgrund Gravitation und Abstoßung aufgrund Photonendruck beginnt die baryonische Materie zu oszillieren.
Dieser Mechanismus bricht bei der Entkopplung von Strahlung und Materie ca. 380.000 Jahre nach dem Urknall zusammen. Die baryonische Materie unterliegt fortan nur noch der Gravitation, die Photonen aber „speichern“ die Information über die Dichte der Baryonen an ihrem Entstehungsort zum Zeitpunkt der Entkopplung in Form einer Temperatur. Hubble-Konstante

== Hubble-Zeit ==
Das Verhältnis von Weltalter zu Hubble-Zeit, dargestellt als Funktion der Anteile von Materie  und Dunkler Energie  an der Gesamtdichte des Universums. Im Text sind die beiden markierten Zustände erläutert, nämlich das Einstein-de-Sitter-Modell (Sternchen rechts unten) und das aktuell akzeptierte ΛCDM-Modell (Kästchen links oben).
Der Kehrwert 1/''H''0 der Hubble-Konstante wird Hubble-Zeit genannt. Bei gleichförmiger Expansion in einem leeren Universum wäre sie gleich dem Weltalter von rund 14 Mrd. Jahren, d. h. der seit dem Urknall vergangenen Zeit.
Je nach dem Gehalt des Universums an normaler (baryonischer) Materie, Dunkler Materie und Dunkler Energie kann die Expansion aber verzögert oder beschleunigt werden. Zwischen Weltalter ''t''0 und Hubble-Zeit besteht dann der folgende Zusammenhang:
wobei  der Skalenfaktor und  ist.
Dabei geben die Dichteparameter die Anteile diverser Energie-/Materiekomponenten im Universum an:
* , der gesamten Materie (normale baryonische und Dunkle Materie, vgl. Lambda-CDM-Modell),
* , der Dunklen Energie (s. auch kosmologische Konstante) und
Im historisch lange favorisierten Einstein-de-Sitter-Modell mit flacher räumlicher Geometrie und ohne dunkle Energie (d. h.  und ) ist das Weltalter geringer als die Hubble-Zeit (vgl. Abbildung) und beträgt
Das heute akzeptierte Weltmodell ist das Lambda-CDM-Modell (ΛCDM-Modell), das ebenfalls flache räumliche Geometrie hat, aber von der Dunklen Energie dominiert ist. Messungen des Planck-Weltraumteleskops ergeben die folgenden Parameterwerte
Daraus ergibt sich eine Hubble-Zeit 1/''H''0 von 14,561 Mrd. Jahren während das tatsächliche Weltalter  etwa 13,844 Mrd. Jahre beträgt.
Der Vergleich von Weltalter beziehungsweise Hubble-Zeit mit unabhängigen Altersbestimmungen von Himmelsobjekten wie Sternen und Kugelsternhaufen war immer wieder wichtig in der kritischen Bewertung von Messungen der Hubble-Konstante und der anderen kosmologischen Parameter: das sich ergebende Weltalter muss größer als das der einzelnen Objekte sein. Boltzmann-Gehirn

== Entstehung ==
Auch im Vakuum entstehen durch Fluktuation Teilchen-Antiteilchenpaare, die sich sofort wieder gegenseitig vernichten. Diese Fluktuationen können überall im Universum auftreten und sind meist nur auf einzelne Paare von Materie und Antimaterie beschränkt. Basierend auf der Annahme, dass das Universum bereits unendlich lange existiert bzw. unendlich lange existieren wird und unendlich groß ist bzw. unendlich groß sein wird, entstehen durch die zufällige Erzeugung mehrerer Paare zu einer bestimmten Zeit an einem bestimmten Ort im Universum jedoch auch deutlich komplexere Gebilde, wie beispielsweise ein funktionierendes Gehirn mit Erinnerungen an nie stattgefundene Ereignisse und falschen Sinneseindrücken.