Тот факт, что большую часть космического пространства занимает вакуум, известен науке довольно давно. В переводе с латыни это слово означает всего лишь «пустота», то есть #вакуум – это пространство, лишенное всякого вещества. Однако, человек привык обитать в довольно плотной, хоть и прозрачной атмосфере, которую чаще всего даже не замечает. Поэтому наглядно представить себе полную пустоту довольно трудно. Так что же из себя на самом деле представляет физический вакуум?
Естественно, идеальной пустоты в природе не существует, поэтому на практике под «вакуумом» подразумевают более или менее разреженную среду. Главное, чтобы длина свободного пробега наполняющих ее частиц была сравнима с размерами предоставленного сосуда. Иными словами, молекулы в емкости чаще сталкиваются с ее стенками, чем друг с другом.
Возьмем за начальную точку отсчета обычную земную атмосферу при нормальных условиях – давлении в 1 атмосферу (101,3 кПа или760 мм. ртутного столба) и температуре 0 °С. Согласно закону Авогадро, в одном кубическом сантиметре подобной среды содержится около 2,7 * 10^19 молекул.
Используем любой широко распространенный воздушный насос, чтобы откачать воздух из некой герметичной емкости. Весь газ мы удалить, конечно, не сможем, однако, давление внутри упадет примерно в тысяч у раз и составит порядка 0,001 атм. При этом количество молекул в кубическом сантиметре пространства также уменьшится - до 10^16 штук.
Подобную среду называют «техническим вакуумом», и для большинства практических задач подобного уровня разрежения вполне достаточно. Однако, в некоторых случаях требуется гораздо более чистое пространство. С помощью дополнительных ухищрений можно добиться высокого и сверхвысокого вакуума – последний, например, используется при работе сверхточных туннельных микроскопов. Но даже в этом случае кубический сантиметр пространства содержит примерно сто миллиардов молекул.
Между тем, космическое вещество еще более разрежено. Если мы удалимся от нашей планеты на несколько миллионов километров и проведем измерения, то в кубическом сантиметре пространства сможем выловить около миллиарда молекул – в основном, водорода. Это в десять миллиардов раз меньше, чем на поверхности нашей планеты, однако, все еще далеко от полной пустоты.
Наиболее чистый вакуум может быть обнаружен лишь в глубине войдов – гигантских космических пузырей, практически лишенных звезд и галактик. Мы уже рассказывали вам подробнее о некоторых из них. Здесь, в сотнях миллионов световых лет от ближайшего светила, один кубический сантиметр пространства содержит считанные молекулы вещества – две, три или даже ни одной.
Однако, означает ли это, что космическое пространство в войдах совершенно пустое? Конечно, нет. Во-первых, через него проходит электромагнитное излучение – как реликтовое, так и звездного происхождения. Во-вторых, его пронзают потоки нейтрино – трудноуловимых частиц, рожденных в глубинах далеких звезд. И, в-третьих – в каждой точке пространства постоянно рождаются виртуальные частицы, создавая так называемые «нулевые колебания вакуума». Продолжительность их жизни составляет 10^-24 с, после чего частицы исчезают обратно в небытие. Чтобы обрести физическую реальность, им требуются особые условия – о них мы расскажем вам в следующих статьях.
Выходит, что самый разреженный газ, полученный на Земле с помощью механизмов, все еще в сто раз плотнее космического вакуума. А что же насчет иных планет? Например, на Марсе атмосферное давление составляет от 0,004 до 0,008 атм, что сравнимо с техническим вакуумом. Газовая оболочка Плутона разрежена еще сильнее – примерно до 10^-5 атм. Этот показатель на Земле считается уже высоким вакуумом, однако, в сравнении с космическим пространством говорят, что Плутон окружен атмосферой – просто крайне разреженной. Таким образом, все в природе относительно, и один и тот же факт может быть по-разному интерпретирован в зависимости от условий.
_________
Друзья! Для развития канала очень важна ваша поддержка. Оцените эту статью и оставьте свое мнение в комментариях. Совсем скоро на нашем Youtube-канале выйдет новый полноформатный выпуск. Оставайтесь с KOSMO, и – услышимся!
__________
|#космос