Привет. Мы все привыкли к тому, что почти всё вокруг нас находится в твёрдом состоянии. Коты, спички, балконы, и даже пряжки от армейских ремней. Но рано или поздно в голове любого гражданина вдруг возникает жгучий до боли вопрос – а какое состояние вещества во Вселенной самое распространённое?
Давайте сегодня разберёмся в этом очень важном вопросе.
На самом деле материя может принимать множество странных состояний, когда оказывается в разных условиях, но обычно она существует в четырёх формах, в зависимости от температуры и давления, которым подвергается: твёрдой, жидкой, газообразной, и в виде плазмы.
Первые три нам доступны ежедневно. Потрогайте стакан. Он твёрдый. Откройте кран, и наберите в него воды – она жидкая. Вылейте эту воду в ковш и закипятите. Видите, белый пар? Это вода в газообразном состоянии.
Но как увидеть четвёртое состояние материи? Легко. Посмотрите в ясный день на небо. Тот диск, который сияет наверху, и который сожжёт сетчатку ваших глаз, если посмотреть на него без защиты – это огромный сгусток плазмы.
Солнце, как и остальные звёзды, возникло как газовый шар, образовавшийся в результате гравитационного коллапса части туманности, и в котором из-за экстремальных значений температур и давления в ядре происходит реакция ядерного синтеза.
Температура ядра Солнца составляет около 15 000 000 ºC, а его поверхности — около 6 000 ºC.
Запомните эти цифры. Они нам ещё пригодятся.
Но что такое плазма?
Если нагревать какое-то материальное тело, то сначала оно расплавится. Если продолжить эту процедуру, наступит момент, когда наш жидкий материал начнёт испаряться, превратившись в газ. Казалось бы – ну всё. Что может случиться с газом!
Но что будет, если продолжить нагревать газ?
А произойдёт вот что: электроны атомов газа начнут отделяться от атомных ядер, и получают свободу. И тогда такой нагретый до огромной температуры газ становится плазмой, которая есть не что иное, как сгусток ионизированного (или, что то же самое, электрически заряженного) газа, который имеет свойства, отличные от свойств обычного газа, и поэтому считается другим состоянием вещества.
На самом деле даже не обязательно, чтобы все атомы газа потеряли электроны: достаточно, чтобы всего 1% массы газа была ионизирована, чтобы вся группа повела себя как плазма.
А ещё можно превратить газ в плазму, удалив электроны другими способами, например, подвергая его воздействию очень мощных магнитных полей или возбуждая лазером.
Итак, с этим вроде бы разобрались. Я уверен, что почти мои уважаемые читатели обладали всей вышеизложенной информацией, но освежить в памяти подобные знания никогда не бывает лишним.
Итак, теперь давайте перейдём к главному вопросу сегодняшней статьи - так в каком же самом распространённом состоянии находится материя во Вселенной?
Для оценки подобных величин можно долго и нудно считать, например, количество твёрдой массы в Солнечной системе, количество воды и т.д., от чего устать, плюнуть на это дело и пойти полоть турнепс, но мы этого делать не будем. Да это и не нужно.
И сразу перейдём к Солнцу.
Наша звезда состоит в основном из гелия и водорода, которые испаряются при температуре -268,6°С и -252,9°С соответственно. Температура в ядре Солнца составляет около 15 000 000°C в ядре и 6000°C на его поверхности, как выяснили выше, так что вся масса нашей звезды находится при температурах, при которых гелий и водород находятся в состоянии плазмы.
А теперь вспомним такой факт: Солнце имеет массу, равную 332 946 массам Земли или, 1047 массам Юпитера.
99,8% всей массы Солнечной системы – это масса Солнца. И представляет она собой чистую плазму.
Так что нет никакой необходимости производить какие-то сложные вычисления, чтобы понять, что состояние материи, наиболее распространённое в Солнечной системе, — это плазма.
Но применима ли та же самая логика к любой планетной системе?
Скорее всего да. Масса любой планеты всегда будет меньше, чем масса её звезды, поскольку если бы она достигла размеров звезды, то начали бы происходить реакции ядерного синтеза, которые бы сделали её звездой. Вроде бы логично.
Итак, похоже, что во всех планетных системах доминирует плазма. А как насчёт остальной Вселенной? Какой ещё тип материи можно найти в межзвёздном пространстве?
98% массы Вселенной — это масса атомов водорода и гелия. Но условия, которые преобладают в космосе, не позволяют этим двум элементам существовать в твёрдом или жидком виде. Следовательно, большая часть материи во Вселенной существует в космосе в форме плазмы или газа.
Но какая из двух форм более распространена? Давайте рассмотрим некоторые типичные астрономические объекты, чтобы получить представление об этом.
Звезды
Как мы видели, все они состоят из плазмы. Подсчитано, что в наблюдаемой Вселенной насчитывается около 10^24 звёзд (тысяча триллионов), которые в среднем имеют массу 10^30 килограммов. Следовательно, совокупная масса всех звёзд составляет примерно 10^54 килограмма плазмы.
Туманности
Гигантские облака ионизированного водорода и гелия (и некоторого количества пыли) простираются через обширные области космоса, иногда охватывая тысячи световых лет. Хотя их плотность не очень высока, такой размер означает, что масса материи, содержащейся в них, огромна. И в основном эта материя ионизирована окружающими звёздами. А значит это – плазма!
В этой Вселенной у плазмы нет конкурентов. Самой распространённой формой обычной материи во Вселенной является именно она.
Вот такие вот пироги. Оказывается, что тот мир, который мы наблюдаем ежедневно вокруг себя, совершенно не отражает основные свойства нашей Вселенной, которая почти полностью состоит из ионизированного газа.
Всем добра.
Лучшие товары по низким ценам!
Реклама ООО Яндекс ИНН 7736207543
Читайте ещё:
