لماذا الفضاء بارد؟والى اي مدى تبلغ برودته؟

الحل
إذا حدث مستقبلاً و استطعتَ السفرَ من عالمٍ إلى آخر، من نجمٍ إلى نجم، إلى خلجان ما بين المجرات في الفضاء، فإنك لن تكون محاطاً بدفئٍ قادم من النجوم المحاطة بك، ولكنك ستكون محاطاً عوضاً عن ذلك بأعماقٍ واسعة و باردة من الفراغ الفضائيّ. فحريُّ بكَ صديقي أن تكون قد حزمتَ سترةً معك، لأن الجو سيكون بارداً جداً.

و لكن .. ما مقدار برودته؟
كم سيكون مدى برودة الفراغ الموجود في الفضاء ؟

و على عكسِ منزلك، حديقتك، سيارتك، أو حمام السباحة الخاص بك، فإن الفراغ الموجود في الفضاء ليسَ لهٌ درجة حرارة! أتصدق ذلك؟ لعلك لا زلت تتسائل، و لكنك لم توضّح لي .. لا تقلق فسأفعل.

إن سؤال أحدهم لك " كم يبدوا الفضاء بارداً؟ " هو سؤالُ خالٍ من أي منطق. فقط عندما تضعٌ شيئاً في الفضاء، مثلَ صخرةٍ أو رائد فضاءٍ مثلاً، فإنه حينها فقط يمكنك قياس درجة حرارة بسبب الشيء الذي...

أسيل

كاتب جيد جدا
إذا حدث مستقبلاً و استطعتَ السفرَ من عالمٍ إلى آخر، من نجمٍ إلى نجم، إلى خلجان ما بين المجرات في الفضاء، فإنك لن تكون محاطاً بدفئٍ قادم من النجوم المحاطة بك، ولكنك ستكون محاطاً عوضاً عن ذلك بأعماقٍ واسعة و باردة من الفراغ الفضائيّ. فحريُّ بكَ صديقي أن تكون قد حزمتَ سترةً معك، لأن الجو سيكون بارداً جداً.

و لكن .. ما مقدار برودته؟
كم سيكون مدى برودة الفراغ الموجود في الفضاء ؟

و على عكسِ منزلك، حديقتك، سيارتك، أو حمام السباحة الخاص بك، فإن الفراغ الموجود في الفضاء ليسَ لهٌ درجة حرارة! أتصدق ذلك؟ لعلك لا زلت تتسائل، و لكنك لم توضّح لي .. لا تقلق فسأفعل.

إن سؤال أحدهم لك " كم يبدوا الفضاء بارداً؟ " هو سؤالُ خالٍ من أي منطق. فقط عندما تضعٌ شيئاً في الفضاء، مثلَ صخرةٍ أو رائد فضاءٍ مثلاً، فإنه حينها فقط يمكنك قياس درجة حرارة بسبب الشيء الذي وضعته.

تذكّر دائماً أن هناكَ ثلاثة طرق يمكن أن تنتقل بها الحرارة :

  • التوصيل
  • الحمل
  • الإشعاع

فمثلاً، لو قمتَ بتسخينِ جانبٍ واحدٍ من قضيبٍ معدنيّ، فسيصبح الجانب الآخر ساخناً أيضاً، و هذا هو بكل بساطة معنى التوصيل.
يمكن للهواء المنتشر في الأرجاء أن يقومَ بنقل الحرارة من جانبٍ إلى آخر في غرفتك، و هذا هو معنى الحمل الحراري.
ولكن، في فراغ الفضاء، فإن الطريقة الوحيدة التي يمكن للحرارة أن تنتقل بها هي الإشعاع.

يقوم الجسم " أيّ جسم " بامتصاص الفوتونات photons التي تحمل الطاقة، مما يؤدي إلى تسخين الجسم و رفع درجة حرارته. و في نفس الوقت، تنبعث الفوتونات و تشعّ بعيداً من هذا الجسم. فإذا كان الجسم يمتصّ عدداً من الفوتونات أكثر من ذلك الذي يقوم بإشعاعه، فإنه يسخن تدريجياً، أما إذا حدث العكس، أي كان الجسم يشعّ فوتوناتٍ أكثر من تلك التي يمتصها، فإنه فعليلاً يبرد تدريجياً.


في علم الديناميكا الحرارية، تقول النظرية أنه هناك مرحلة إذا وصل لها الجسم فإنك لن تتمكن عندها من استخراج المزيد من الطاقة من جسم ما، و هذه المرحلة أو النقطة ما هي إلا أدنى درجة حرارة يمكن أن يصل لها الجسم " الصفر المطلق The absolute Zero "
درجة الصفر المطلق هي درجة إفتراضية لا يمكن لأي جسم الوصول لها.

دعونا نلقي نظرة على محطة الفضاء الدولية International space station الموجودة في مدار حول الأرض، ما هي تجريدياً إلا قطعة من المعدن الموجود في الفضاء، و المعرّض لأشعة الشمس باستمرار، درجة حرارة هذا المعدن يمكن أن تصل لقرابة 260 درجة سيليسيوس! و تعتبر درجات الحرارة القوى هذه خطيرة جداً على رواد الفضاء الذين يتعيّن عليهم العمل من خارج المحطة. و ليتم حلّ هذه المعضلة، فإنهم يقومون بلف هذا المعدن بطبقات أو بطانيات خاصة لحماية أنفسهم. و مع ذلك، فإنه في الظل يبرد لتصل درجة حرارته إلى ما دون 100- درجة سيليسيوس مئوية.

يختبر روّاد الفضاء اختلافات كبيرة في درجة الحرارة ما بين الجانب الذي يواجه الشمس و الجانب الموجود في الظلّ. و فعلياً، فإن بدلاتهم الفضائية مصممة بشكل يعوض عن الفروقات في درجات الحرارة هذه باستخدام سخانات و أنظمة تبريد مرفقة مع بدلاتهم.

دعونا نبتعد بمخيلتنا بعيداً أكثر عن محطة الفضاء الدولية. أثناء سفرك بعيداً عن الشمس فإن درجة حرارتك و حرارة الأجسام التي ترافقك ستنخفض بشكلٍ مهول نتيجة لذلك، لنأخذ كوكب بلوتو Pluto على سبيل المثال، يمكن أن تصل درجة حرارة سطحه إلى 240- سيليسيوس تحت الصفر! و ذلك فقط 33 درجة فوق الصفر!

تصل درجة حرارة سٌحٌب الغاز و الغبار الموجودة بين النجوم داخل مجرتنا من 10 إلى 20 درجة فوق الصفر المطلق، و إذا ما سافرتَ في الكون البعيد، بعيداً عن كل شيء، فإنه لا يمكن أن تنخفض درجة حرارتك عن 2.7 كيلفن و التي تٌعادل -270.45 درجة مئوية، و هي درجة حرارة أشعة المايكرويف الكونية Cosmic Microwave Background Radiation التي تتخلل الكون بالكامل.
 

مواضيع مماثلة

أعلى