كيف يكون الفضاء بارد جدا مع وجود هذا العدد الهائل من النجوم المستعره؟

إذا قمت بالنظر إلي السماء في ليلة صافية فإنك سوف تشاهد عدد كبير جدا من النجوم و إذا خرجت في مكان واسع و مفتوح فإنك من المحتمل أن تري ما يقرب من 2000 إلي 5000 نجمه في السماء و هذا العدد لا يساوي شيء بالنسبة لعدد النجوم الموجودة في الحقيقةً.
نحن نعرف أن الشمس ذلك النجم الذي يوجد في نظامنا الشمسي درجة حرارته 5000 ألآف درجة مئوية علي السطح و يبعد عنا حوالي 150 مليون كيلو متر و هي مسافة هائلة و بعيدة جدا, و علي الرغم من تلك المسافة البعيدة إلا أن الشمس تبعث كميات من الطاقة الحرارية التي لولاها لما كان هناك وجود علي كوكب الأرض.

و بالقياس علي ذلك فلك أن تتخيل كمية الحرارة المنبعثة من هذا العدد الهائل من النجوم في الكون و السؤال هو كيف يمكن أن يكون الفضاء شديد البرودة مع وجود كل هذه الحرارة من النجوم المستعرة؟

مكاننا الصغير في المجرة.

إن الإجابة البسيطة علي هذا السؤال هو أن الكون واسع بطريقة لا يمكن تخيلها أو تصديقها, لذلك فإن الحرارة تتبدد بين النجوم و بعضها البعض لدرجة تصل إلي الصفر المطلق, و لكن لنأخذ هذه الإجابة بشئ من التفصيل.

إن شمسنا التي تبعد عنا 150 مليون كيلو متر تضخ طاقة كل ثانية تعادل تريليون قنبلة بوزن واحد ميجا طن و علي الرغم من سرعة الضوء التي تعادل حوالي 300 ألف كيلو متر في الثانية أو مليار كيلو متر في الساعة فإن ضوء الشمس يستغرق 8 دقائق حتي يصل إلينا.
و يعتبر النجم بروكسيما سينتوري هو أقرب نجم إلينا و إذا إنتظرنا الضوء المنبعث منه فإنه سوف يستغرق أربع سنوات و نصف ليصل إلي الأرض.
يوجد حوالي 25 نجم فقط في محيط 12 سنة ضوئيه من الأرض, و السنة الضوئية تعادل تقريبا 9.5 تريليون كيلومتر, و بذلك فإن شمسنا تبعد عنا 0,000016 سنة ضوئية.
إذا لم تصلك الصورة الكاملة لذلك الإتساع الشاسع فيمكنك أن تعرف أنه في ركننا الصغير من مجرة درب التبانة و الذي يعتبر ضخم جدا بالنسبة لنا فإن هناك 25 نجم فقط في محيط 110 ترليون كيلومتر في أي إتجاه, و لنفهم أكثر فإن مجرة درب التبانه يبلغ قطرها 100 ألف سنة ضؤية و تحتوي علي أكثر من 100 مليار نجم وقد لا تصدق ذلك و لكن مجرة درب التبانة تعتبر صغيرة بالمقارنة بالمجرات الأخري و التي يبلغ قطر بعضها أكثر من 1.5 مليون سنة ضوئية.

تبلغ المسافة بين مجرتنا و أقرب مجره لنا و هي مجرة أندروميدا 2.5 مليون سنة ضوئية, و للمستوي النهائي المحير للعقول فإن العلماء يقدرون وجود علي الأقل 100 مليار مجرة في الكون المنظور و التي تمتد 46 مليار سنة ضوئية في كل إتجاه.
مع كل هذه المجرات و النجوم التي تملاء الفراغ في الفضاء فإن الكون يجب أن يكون مثل غرفة الساونا خصوصا و أن نجمنا و هو الشمس تبلغ درجة حرارة سطحه 5000 درجة و يعتبر قزم أصفر متوسط الحجم و بعض النجوم كتلتها تعادل أكثر من ستين كتلة شمسية و درجة حرارة سطحها تعادل حوالي 45 ألف درجة فهرنهايت.
و علي الرغم من ذلك فإن درجة الحرارة الأكثر شيوعا في الكون المنظور هي 2.5 كلفن (حوالي 270 درجة تحت الصفر) و تعتبر أبرد درجة حرارة هي الصفر المطلق مما يعني أن الكون بارد جدا.
من المهم أن نفهم أن الفضاء نفسه ليس باردا بنفس الطريقة التي نفهمها فالفضاء فارغ تماما فإذا تصورنا أن الكون كله عبارة عن مكعب بأبعاد تبلغ 30 مليار سنة ضوئية في كل جانب فإن كل المادة الموجودة في الكون يمكن أن توضع في مكعب بأبعاد 1000 سنة ضوئية في كل جانب.

الإشعاع * المسافة.

لا يوجد درجة حرارة في الفراغ التام بسبب عدم وجود جزيئات تمتلك الحرارة لكن يمكن للحرارة أن تنتقل من خلال الإشعاع و هو الطاقة الضوئية و التي تتضمن الطيف المرئي.
عندما ينطلق الإشعاع من الشمس إلي الفضاء فإن كثافة أو شدة الإشعاع تنتج حوالي 64 مليون واط لكل متر مربع و عندما تصل للأرض فإن شدة الإشعاع تعادل 1.370 واط لكل متر مربع, أي أن شدة إشعاع الشمس يعتبر أضعف بمقدار 47 ألف مرة عندما يصل إلي الأرض.

تذكر أن إنخفاض كبير في طاقة الإشعاع يحدث علي مسافة 0.000016 سنة ضوئية, فكوكب بلوتو علي سبيل المثال يقع علي بعد حوالي 5.87 مليار كم عن الشمس و يبلغ درجة حرارة سطحه الذي بالكاد يتلقي أي إشعاع من الشمس حوالي 33 درجة فوق الصفر المطلق, بمعني أخر فإن كل الإشعاع الشمسي ينتهي و يتبدد عندما يصل إلي نهاية النظام الشمسي.

و تتبدد الطاقة الإشعاعية بشكل أكبر بين النجوم في مجرتنا مما يجعل الحرارة للغازات و الغبار الواقع بين النجوم تبلغ حوالي 10 درجات فوق الصفر المطلق, و قد تم العثور علي أدني درجة حرارة في الفضاء و التي تعادل 2.7 كلفن في الفراغ الشاسع بين المجرات و البقع الفارغة في الكون, و درجة حرارة 2.7 كلفن هي درجة حرارة الخلفية الإشعاعية للكون.

وكما وضح لك هذا المقال فإن الفضاء ليس حار جدا و لا بارد جدا و لكنه ضخم جدا بحيث لا يمكن للإشعاع أن يعمل علي تدفئة أي جسم في تلك المسافات الشاسعة.
فكلما إقتربت من النجم فإنك تحصل علي درجات حرارة هائلة و كلما إبتعدت فإن الإشعاع يتبدد بالكامل و تظهر البرودة.