۱۴۰۳/۹/۴ ۲۰:۲۶
| تاريخ: ۱۴۰۳ يکشنبه ۱۱ شهريور ساعت ۲۲:۲۵ | بازدید: 895 نظرات: 0 کد مطلب: 23499 |
چرا فضا آنقدر سرد است؟
یادداشت: چالاک عظیمی (محقق و پژوهشگر در علم شیمی)
به نظر می‌رسد که فضای بیکران هستی، باید مکانی بسیار گرم باشد، اما با وجود انرژی فوق العاده‌ای که از تریلیون‌ها ستاره سرازیر می‌شود، جهان ما به طرز شگفت آوری سرد است. وقتی دانشمندان در مورد گرما و سرما صحبت می‌کنند، منظورشان میانگین انرژی جنبشی ذرات یک سیستم (خواه یک گلوله برفی باشد یا کل کهکشان) است که بر اساس حرکت آنها می‌باشد، هرچه بیشتر تکان بخورند، گرمتر شده و دمای آنها بالاتر می‌رود. اما به دور از ستارگان، سیارات و دیگر اجرام منسجم در فضا، در بخش‌های خالی کیهان، غلظت ذرات به شدت کاهش یافته و دماسنج هم دمای کمتری را نشان می‌دهد.
امیلی هاردگره اولمن، استاد نجوم در دانشگاه ایالتی کلرادو، می‌گوید: «بیشتر فضا سرد است، زیرا چیزی برای تحریک انرژی جنبشی ذرات وجود ندارد و از آنجایی که این ذرات بسیار از هم دور هستند، در این خلاء نمی‌توانند گرمای زیادی را از طریق رسانش و همرفت انتقال دهند. بدیهی است که همه جا سرد نیست. جو زمین دارای آب و هوای معتدل و حیات بخش است. سایر سیارات منظومه شمسی ما دچار نوسانات شدید دمایی می‌شوند، (برای مثال عطارد تغییرات دمایی از 800 درجه فارنهایت در روز تا منفی 280 درجه در شب را تجربه می کند). تاج خورشید ما در دمای 2 میلیون درجه شعله ور می شود و اختروش 3C273، قرص مارپیچی پلاسما در اطراف سیاهچاله‌ای در صورت فلکی سنبله، تخمین زده شده است که به رقم ذوب ذهنی 18 تریلیون درجه می‌رسد.
با این وجود، بیشتر کیهان تنها توسط پس زمینه مایکروویو کیهانی پر شده است، تابش پراکنده اما فراگیر که از زمان انفجار بزرگ در حال خنک شدن بوده است. برای تصور این موضوع، هاردگر اولمن دوست دارد جهان قابل مشاهده را به عنوان یک حباب غول پیکر تصور کند، سطح درونی آن مانند یک ستاره کم نور است که کاملاً ما را احاطه کرده است. او می‌گوید: «نور از آن سطح در طی میلیاردها سال به سمت ما کشیده شده است، بنابراین زمانی که به زمین می‌رسد، به نظر می‌رسد که از سطح ستاره‌ای می‌آید که تنها 3 کلوین حرارت دارد. به عبارت دیگر، وقتی کل جهان را به عنوان یک سیستم غول پیکر در نظر بگیریم، میانگین انرژی جنبشی برابر با منفی 454 درجه فارنهایت است. فقط با گذشت زمان سردتر می‌شود و حتی اکنون، دما در مناطق خاصی کاهش می یابد. این رکورد به سحابی بومرنگ می‌رسد که زمانی که دانشمندان در سال 1995 آن را اندازه گرفتند، تنها 1 کلوین بالاتر از صفر مطلق، تقریبا منفی 460 درجه فارنهایت ثبت شد.
هاردگر اولمن توضیح می دهد: «برای اینکه یک سیستم به صفر مطلق برسد، تمام ذرات آن باید به حالت ساکن برسند. با این حال، ما می دانیم که این امکان‌پذیر نیست، زیرا، همانطور که مکانیک کوانتومی به ما می گوید، ما هرگز نمی توانیم موقعیت و سرعت یک ذره را با اطمینان کامل تعیین کنیم. از قضا (با توجه به شرایط عموماً دنج آن)، سیاره خود ما در واقع منبع سردترین دماهایی است که تاکنون ثبت شده است. دانشمندان به طور معمول بیش از هر چیزی که در فضا پیدا می‌کنید به صفر مطلق نزدیک می‌شوند. بهترین موفقیت تا کنون در سال 2021 به دست آمد، زمانی که تیمی از محققان آلمانی گزارش دادند که اتم های روبیدیم را تا 38 تریلیونم درجه بالای صفر کلوین سرد کرده‌اند.
با این حال، برای ادای احترام به یخ زدگی فرازمینی، نمی‌توانیم معلمی بهتر از فضا پیدا کنیم.
