لولا وجود الشمس وإيصالها للحرارة لكوكب الأرض، لما وجدت حياة على الكوكب. وتعد الشمس أكبر نجم في مجموعتنا الشمسية. ويتواجد خارج المجموعة الشمسية العديد من النجوم التى تكون في حجم الشمس أو أكبر منها. فلماذا لا يبقى الفضاء باردًا على الرغم من إحتوائه على مليارات النجوم المشعة والمصدرة للحرارة.
محتويات
صغر المسافة بين الشمس وكوكب الأرض على عكس النجوم في الفضاء
على عكس المجموعة الشمسية، المسافات الشاسعة شائعة بشكل كبير بين النجوم وبعضها البعض في الفضاء. مما يجعل الحرارة التي يصدرها النجم تتضائل إلى أن تصل إلى صفر قبل وصولها إلى النجم القريب منه. ولفهم الموضوع بشكل أفضل تابع التالي:
تقع الشمس على بعد 150 مليون كيلومتر، في كل ثانية، وتضخ طاقة تعادل تريليون قنبلة بقوة 1 ميغا طن. حتى عند سرعة الضوء (~ 300000 م/ث)، وهي أسرع سرعة يمكن أن يتحركها أي شيء في الكون، فإن الضوء الصادر من الشمس لا يزال يستغرق 8 دقائق للوصول إلى الأرض.
ولكن إذا أبدلنا بين الشمس وأقرب نجم آخر للأرض (Proxima Centauri) فسيتعين عليك الانتظار ما يقرب من 4.5 سنة لوصول ضوء النجم إلى الأرض. لا يوجد سوى حوالي 25 نجمًا على بعد 12 سنة ضوئية من الأرض، السنة الضوئية الواحدة تساوي تقريبًا 9.5 تريليون كيلومتر، لذا فإن الشمس تبعد 0.000016 سنة ضوئية فقط عن الأرض.
الكثير من النجوم، ولكن الفضاء أكبر بكثير
مع كل تلك المجرات والنجوم التي تملأ فراغ الفضاء، يبدو أن الفضاء يجب أن حارًا، خاصة وأن الشمس مجرد قزم أصفر متوسط الحجم. بينما تبلغ كتلة بعض النجوم مرة كتلة الشمس، وتبلغ درجة حرارة سطحها حوالي 45000 درجة فهرنهايت.
وعلى الرغم من ذلك، فإن درجة الحرارة الشائعة للفضاء هى 2.7 كلفن (حوالي -450 درجة فهرنهايت). بينما أبرد درجة حرارة نظرية هي 0K (المعروفة أيضًا بالصفر المطلق)، مما يعني أن معظم الكون بارد تقريبًا قدر الإمكان فيزيائيًا.
اقرأ أيضًا:
- هل تستطيع الأقمار الصناعية الهروب من مجال الأرض بعد انتهاء دورة حياتها؟
- ماذا يتناول رواد الفضاء أثناء رحلاتهم الفضائية؟
- هل يمكن للثقوب السوداء أن تدور بسرعة الضوء؟
الإشعاع “الحرارة” مقابل المسافة
في الفراغ المثالي، لا توجد درجة حرارة، لأنه لا توجد جزيئات تمتلك الحرارة. ومع ذلك، يمكن نقل الحرارة من خلال الإشعاع (الطاقة الضوئية، والتي تشمل الطيف المرئي). عندما يتم إطلاق الإشعاع إلى الفضاء من الشمس، تبلغ الكثافة الإشعاعية لذلك الناتج حوالي 64 مليون واط لكل متر مربع. وبحلول الوقت الذي تصل فيه الطاقة إلى الأرض، تبلغ كثافة الإشعاع 1370 واط لكل متر مربع. أى أن ضوء الشمس يكون أضعف 4700 مرة عند وصوله للأرض.
وللتذكير الفارق بين الشمس والأرض هو 0.000016 سنة ضوئية فقط، ولكن إذا نظرنا إلى كويكب بلوتو الذي يقع على بعد 5.87 مليار كيلومتر تقريبًا من الشمس، وتكون درجة حرارته أعلى بمقدار 33 درجة فقط من الصفر المطلق. مما يعنى أن الاشعاع الصادر من الشمس يختفى عندما يغادر المجموعة الشمسية.
وفي الفضاء بين النجوم، تتبدد طاقة الإشعاع بشكل أكبر، مما يترك متوسط درجة حرارة الغازات بين النجوم والغبار عند حوالي 10 درجات فوق الصفر المطلق. ووجد العلماء أصغر درجة حرارة في الفضاء وهي “2.7 كلفن” في الفراغ الفارغ الشاسع بين المجرات و”البقع الفارغة” في الكون.
2.7 كلفن هي درجة حرارة “إشعاع الخلفية الكونية الميكروي cosmic microwave background radiation”، وهو الإشعاع المتبقي من الانفجار الكبير الذي لا يزال “يحوم” حول الكون ويحافظ على درجة الحرارة أعلى بقليل من الصفر المطلق.
الفضاء ليس باردًا أو ساخنًا، فهو ببساطة كبير جدًا بحيث لا يمكن للإشعاع في معظم المواقع البعيدة تدفئة جسم ما، مما يعني أن أي حرارة في جسم ما سوف تشع إلى الخارج، مما يجعله يشعر “بالبرد”.
المصدر
