در یک سال نوری چقدر "چیز" وجود دارد؟

* در یک سال نوری چقدر ماده وجود دارد؟ راستش اگر به طور میانگین در نظر بگیریم، پاسخ این پرسش تقریبا نزدیک به "هیچ" است! نوشته ی زیر را بخوانید تا به دلیل این موضوع پی ببرید:

 شاید عنوان "سال نوری" کمی گیج کننده باشد، ولی احتمالا می دانید که یک سال نوری راهیست که نور در یک سال کامل می پیمایید. با سرعتی که نور دارد - ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه، در یک سال بسیار از ما دور می شود.

خوب، اکنون بیایید با این مسافت یک مکعب بسازیم: مکعبی که درازای هر ضلعش برابر با یک سال نوریست. حتی به ذهن آوردن چنین حجم غول پیکری از فضا هم برای برخی از ما دشوار است. چقدر "چیز"، و البته تنها "چیز" نه ... چقدر "هیچ چیز" در این حجم وجود دارد؟ پاسخ این پرسش تماما بستگی به جایی دارد که این مکعب را در آن قرار دهیم.
میلیون ها ستاره ی تابناک از درخشان ترین بخش کهکشان راه شیری - ناحیه ای آن چنان پرستاره که به سختی می توان آسمانی تاریک در میانشان یافت. تصویر بزرگ تر
اگر آن را در هسته ی کهکشان قرار دهیم، در نقطه به نقطه اش ستارگانی در حرکت خواهند بود. در مرکز یک خوشه ی کروی بگذاریم؟ در یک سحابی ستاره زا؟ یا شاید از کهکشان بیرون برویم و آن را در حومه های کهکشان جای دهیم؟ در میان کهکشان ها هم پهنه های غول آسایی از فضای تهی (void یا پوچ) وجود دارد که تقریبا پوچند و هیچ چیز در آن ها نیست.

در این مورد چاره ای نداریم جز آن که به سراغ ریاضیات برویم. نخست بیایید یک چگالی میانگین برای کهکشان راه شیری در نظر بگیریم و سپس از آنجا آغاز کنیم. پهنای کهکشان ما ۱۰۰ هزار سال نوری و ضخامتش هم ۱۰۰۰ سال نوریست. بنابراین حجم کل راه شیری حدود ۸ تریلیون سال نوریِ مکعب می شود. جرم کل راه شیری هم ۶×۱۰ به توان ۴۲ کیلوگرم است.

اگر این ها را بر هم بخش کنید، به مقدار ۸×۱۰ به توان ۲۹ کیلوگرم بر سال نوری می رسید. این یعنی یک ۸ با ۲۹ صفر. آیا زیاد است؟ به نظر که زیاد می آید.

ولی در واقع این چیزی نزدیک به ۴۰% جرم خورشید است. به بیان دیگر، به طور میانگین، در هر "سال نوریِ مکعب" از فضای کهکشان راه شیری، جرمی به اندازه ی حدود ۴۰ درصد جرم خورشید وجود دارد. این چگالی در هر متر مکعب تنها می شود ۹۵۰ آتوگرم، یعنی حدود ۱ فمتوگرم که برابر است با یک کوادرلیونم گرم ماده. یعنی تقریبا هیچ! جدی بگوییم، حتی چگالی هوا بیش از یک کیلوگرم در هر مترمکعب است.

فضای میان کهکشان ها تقریبا تهی
کامل است.
در چگال ترین ناحیه های کهکشان راه شیری، برای نمونه درون خوشه های کروی، چگالی ستارگان تا ۱۰۰ یا حتی ۱۰۰۰ برابر چگالی ناحیه ی پیرامون خودمان در کهکشان هم می رسد. در آن گونه جاها ستارگان می توانند به اندازه ی شعاع سامانه ی خورشیدی به هم نزدیک باشند.

ولی در پهنه های گسترده ی میان ستارگان [جاهای دیگر کهکشان]، چگالی به اندازه ی چشمگیری کاهش می یابد. در هر متر مکعب از فضای میان ستاره ای تنها چند صد دانه "اتم" می توان یافت. و در تُهیک های میان کهکشانی؛ یعنی پهنه های غول آسای تهیک میان کهکشان ها، چگالی به شدت اُفت کرده و تنها به تعداد انگشت شماری اتم در هر متر مکعب می رسد.

پس پاسخ پرسش "در یک سال نوری چقدر چیز وجود دارد؟" چه می شود؟ این بستگی کامل به جایی دارد که در آن جستجو می کنیم، ولی اگر می شد کیهان را مانند یک گوی شیشه ای برف (snow globe) تکان بدهیم تا همه ی مواد درونش یکسان پخش شود، پاسخ این پرسش تقریبا نزدیک به "هیچ" خواهد بود.

واژه نامه:
cube - light - core - galaxy - globular cluster - star forming - nebula - Milky Way galaxy - void - density - Sun - attogram - femtogram - quadrillionth - Solar System - interstellar space - intergalactic void - snow globe -

منبع: universetoday

3 دیدگاه شما:

SQR

!Thx

یک ستاره در هفت آسمان

خواهش می کنم

jay

بنظرم اشتباهی در محاسبات انجام شده . مقدار ماده در هر متر مکعب فضای بین کهکشان با ارقامی که داده اید چیزی حدود 67000 تن در هر متر مکعب میشود
100000x100000x1000 سال نوری میشود 10 بقوه 13 سال نوری
هر سال نوری معادل تقریبا 9 بقوه 12 کیلومتر است پس عدد بالا باید در 9 بقوه 21ضرب بشود تا حجم
فضابصورت متر مکعب در اید که میشود بعبارت 9 بفوه 34 متر مکعب
حالا اگر وزن کهکشان را که گفتید 6 ضربدر 10 بقوه 42 کیلو گرم است بر عدد بالا بخش کنیم
میشود چیزل حدود 67000 تن در متر مکعب
باید بعضی از داده ها غلط باشد

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه