كم من الأشياء في سنة ضوئية؟

Send

درب التبانة مكان كبير للغاية. تُقاس مجرتنا من طرف إلى طرف بقطر يتراوح بين 100000 و 180.000 سنة ضوئية (31000 - 55000 فرسخ فلكي). وهي ذات كثافة سكانية عالية للغاية ، مع ما يقدر ب 100 إلى 400 مليون نجم محتواة بداخلها. ووفقًا للتقديرات الأخيرة ، يُعتقد أن هناك ما يصل إلى 100 مليار كوكب في مجرة درب التبانة. ومجرتنا هي مجرد تريليونات داخل الكون.

لذا ، إذا قمنا بتفكيكها ، فما مقدار المادة التي سنكتشفها هناك؟ قد يتضمن تقدير المقدار الإجمالي بعض الرياضيات الجدية والأرقام المذهلة. ولكن ماذا عن سنة ضوئية واحدة؟ باعتبارها الوحدة الأكثر استخدامًا لقياس المسافات بين النجوم والمجرات ، فإن تحديد مقدار الأشياء التي يمكن العثور عليها خلال سنة ضوئية واحدة (في المتوسط) هو طريقة جيدة للحصول على فكرة عن كيفية وجود الأشياء هناك.

سنة ضوئية:

على الرغم من أن الاسم مربك قليلاً ، فمن المحتمل أنك تعرف بالفعل أن السنة الضوئية هي المسافة التي ينتقل فيها الضوء في غضون عام. بالنظر إلى أن سرعة الضوء قد تم قياسها إلى 299،792 ، 458 م / ث (1080 مليون كم / ساعة ؛ 671 مليون ميل في الساعة) ، فإن المسافة التي ينتقلها الضوء في عام واحد هائلة جدًا. على كل حال ، فإن سنة ضوئية واحدة تعمل إلى 9،460،730،472،580.8 كيلومترًا (5،878،625،373،183.6 ميل).

لذا لتحديد كمية الأشياء الموجودة في سنة ضوئية ، نحتاج إلى أخذ هذه المسافة وتحويلها إلى مكعب ، حيث يقيس كل جانب سنة ضوئية واحدة. تخيل هذا الحجم الضخم من المساحة (وهو أمر صعب بالنسبة للبعض منا أن ندير رؤوسنا) وتخيل مقدار "الأشياء" الموجودة هناك. وليس مجرد "أشياء" ، بمعنى الغبار أو الغاز أو النجوم أو الكواكب أيضًا. ما مقدار عدم وجود شيء هناك ، كما في الفراغ الفارغ للفضاء؟

هناك إجابة ، ولكن كل هذا يتوقف على مكان وضع المكعب العملاق. قم بقياسها في قلب المجرة ، وهناك نجوم تدور في كل مكان. ربما في قلب الكتلة الكروية؟ في نجمة تشكل سديم؟ أو ربما في ضواحي درب التبانة؟ هناك أيضًا فراغات كبيرة موجودة بين المجرات ، حيث لا يوجد شيء تقريبًا.

كثافة درب التبانة:

لا يوجد حول الرياضيات في هذا. أولاً ، دعنا نكتشف متوسط الكثافة لدرب التبانة ثم نذهب من هناك. حوالي 100،000 إلى 180،000 سنة ضوئية وعرضها 1000 سنة ضوئية. وفقًا لصديقي والفلكي الشهير فيل بليت (من علم الفلك السيئ) ، يبلغ إجمالي حجم درب التبانة حوالي 8 تريليون سنة ضوئية مكعبة.

ويبلغ إجمالي كتلة درب التبانة 6 × 10⁴² كيلوغرام (أي 6000 تريليون تريليون تريليون طن متري أو 6610 تريليون تريليون تريليون طن أمريكي). قسّمهما معًا لتحصل على 8 × 10²⁹كيلوغرام (800 تريليون تريليون طن متري أو 881.85 تريليون تريليون طن أمريكي) لكل سنة ضوئية. هذا 8 متبوع بـ 29 أصفار. يبدو هذا كثيرًا ، ولكنه في الواقع يعادل 0.4 كتلة شمسية - 40 ٪ من كتلة شمسنا.

وبعبارة أخرى ، في المتوسط ، عبر درب التبانة ، هناك حوالي 40٪ من كتلة الشمس في كل سنة ضوئية مكعبة. ولكن بمتوسط متر مكعب ، لا يوجد سوى حوالي 950 توجرًا ، وهو ما يقرب من فيمتوجرام واحد (كوادربليون جرام من المادة) ، وهو قريب جدًا من لا شيء. قارن هذا بالهواء الذي يحتوي على أكثر من كيلوغرام من الكتلة لكل متر مكعب.

لكي نكون منصفين ، في المناطق الأكثر كثافة في مجرة درب التبانة - مثل داخل التجمعات الكروية - يمكنك الحصول على كثافات النجوم مع 100 ، أو حتى 1000 مرة أكبر من منطقتنا في المجرة. يمكن أن تقترب النجوم من بعضها البعض مثل نصف قطر النظام الشمسي. ولكن في الفجوات بين النجوم الشاسعة بين النجوم ، تنخفض الكثافة بشكل كبير. لا يوجد سوى بضع مئات من الذرات الفردية لكل متر مكعب في الفضاء بين النجوم.

وفي الفراغات بين المجرات ؛ بين الفجوات بين المجرات ، هناك عدد قليل من الذرات لكل متر. شئنا أم أبينا ، فإن الكثير من الكون قريب جدًا من كونه مساحة فارغة ، مع وجود كميات ضئيلة من الغبار أو جزيئات الغاز التي يمكن العثور عليها بين جميع النجوم والمجرات والعناقيد والعناقيد الفائقة.

إذاً كم كمية الأشياء الموجودة في سنة ضوئية؟ كل هذا يتوقف على المكان الذي تنظر إليه ، ولكن إذا نشرت كل الأمر حولك عن طريق اهتزاز الكون مثل كرة ثلجية ، فإن الجواب قريب جدًا من لا شيء.

لقد كتبنا العديد من المقالات المثيرة للاهتمام حول مجرة درب التبانة هنا في مجلة الفضاء. إليك 10 حقائق مثيرة للاهتمام حول درب التبانة ، ما هو حجم درب التبانة ؟، كم عدد النجوم الموجودة في درب التبانة ؟، أين تقع الأرض في درب التبانة؟ ، كم تبعد سنة ضوئية ؟، وكم المسافة هل السفر الخفيف في السنة؟

لمزيد من المعلومات ، تحقق من عدد ملاعق الشاي الموجودة في سنة ضوئية مكعبة؟ في HowStuffWorks

يلقي فريق علم الفلك أيضًا حلقة جيدة حول هذا الموضوع. إليك الحلقة 99: درب التبانة

مصادر: