Чим заповнений космічний вакуум?

Прийнято вважати, що космічні простори заповнені хіба що вакуумом, тобто порожнечею. Однак, таке твердження не зовсім вірно.

Почнемо хоча б з того, що навіть самі наші уявлення про вакуум, тобто безповітряному просторі, досить відносні. Наприклад, в електричній лампочці “немає повітря”, говоримо ми, він звідти викачано. Порівняно з кімнатним повітрям там – вакуум. Але фізик за допомогою своїх кращих насосів може так викачати повітря з будь-якої скляної трубки, що в порівнянні з ним простір всередині електричної лампи буде просто кишіти міріадами молекул.

Ось і космічний вакуум також відносний. Газові дифузні туманності, хоча і мають щільність, меншу ніж одна мільярдна від мільярдної частки грама в кубічному сантиметрі, але все ж ніяк не можуть вважатися “порожнечею”. Але і там, де немає ні зірок ні туманностей, теж не панує абсолютна “ніщо”. Воно також заповнене газом, нехай і незначною щільності. Ось і виходить, що космічний вакуум це ніяка не пустота, а та ж газове середовище, хоча й страшенно розряджена.

Втім, не тільки газова! На спектрографі космічний вакуум “світиться” величезною кількістю атомів різних хімічних елементів, але переважають серед них ніщо інше як кальцій. Спершу це викликало подив, але потім з’ясувалося, що іонізований кальцій поглинає світло головним чином в тих двох своїх лініях, які знаходяться в легко спостережуваної частини спектра. Атоми інших елементів поглинають світло або в дуже багатьох лініях, як, наприклад, залізо, або в такій області спектра (ультрафіолетовій), яка недоступна для вивчення через її повного поглинання в нашій атмосфері.

Тому-то лінії інших міжзоряних атомів, якщо вони є, або взагалі не можуть бути виявлені, або вони менш помітні, тому що їх загальне поглинання розбивається на багато різних поглинань – в кожній лінії потроху. Тому немає підстав вважати іонізований кальцій єдиним або переважним газом в міжзоряних далях. Фігурально висловлюючись, він тільки заявляє про свою присутність голосніше за інших.

Можна все ж спробувати знайти і інші міжзоряні гази, хоча б слабкі сліди їх. І дійсно, після спеціальних пошуків в спектрах зірок був знайдений міжзоряний натрій, титан, калій, залізо, ціан і навіть вуглеводень.

Загальна щільність поглинає міжзоряного газу в кілька тисяч разів менше щільності випромінюючих світло газових туманностей. Повна ж щільність міжзоряного газу значно більше і складає не менше однієї мільйонної від мільярдної частини однієї мільярдної частки грама в кубічному сантиметрі. Якби цей газ складався з одного лише водню, то при такій щільності в 1 кубічному сантиметрі містилося б тільки по одному атому, тоді як в такому ж обсязі кімнатного повітря їх міститься 10 мільярдів мільярдів!

Насправді справа майже так і йде, так як водень насправді є головною складовою частиною міжзоряного газу. Наступне за ним місце займає натрій, але на водень припадає 90% всієї міжзоряного середовища, включаючи космічний пил і метеорити. На частку останніх припадає, як виявляється, незначна частка маси всієї міжзоряного середовища, і найбільше в них важить найлегший з газів.

Світлі туманності, то тут, то там видимі серед зірок і складаються з газів, також світяться завдяки впливу з боку зірок, але в даному випадку ми спостерігаємо процес так званої флюоресценції – сама туманність не випромінює світла, а тільки відбиває зоряний, як правило виходить від дуже гарячих зірок.

Підводячи підсумок, хочу знову поставити питання, як і на початку: чи можна вважати, що космос наповнений лише порожнечею? Ні, і ми в цьому щойно переконалися. Однак, поклавши руку на серце, ми повинні визнати і те, що таке твердження не так вже далеко від дійсності. Не дивлячись на наявність в космічному вакуумі величезного числа атомів самих різних хімічний елементів, їх кількість, все-таки нікчемно мало.

В межах доступною дослідженням частини Всесвіту на кожен кубічний сантиметр зоряної речовини припадає приблизно 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 кубічних сантиметрів майже порожнього простору. А оскільки середня щільність зірки лише трохи більша за густину води, попереднє твердження можна перефразувати, сказавши, що середня щільність Всесвіту близько одного грама на кожні 5 000 000 000 000 000 000 000 000 000 кубічних сантиметрів.

Це приблизно в 10 трильйонів разів менше тієї щільності, яка вважається високим вакуумом, що досягається за допомогою звичайної лабораторної техніки.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Чим заповнений космічний вакуум?