نعلم أنه لا يوجد أكسجين في الفضاء، وبالتالي لا يمكننا التنفس. يتساءل الكثيرون عن درجة الحرارة في الفضاء . تُعدّ درجة حرارة الفضاء موضوعًا معقدًا نظرًا لوجود العديد من العوامل التي يجب أخذها في الاعتبار لفهم الطاقات الحقيقية الموجودة فيه.
ومع ذلك ، سنحاول أن نخبرك ما هي درجة الحرارة في الفضاء ، وكيف يتم معرفتها ومدى أهمية معرفتها.
درجة الحرارة في الفضاء
يُفترض عمومًا أن الفضاء الخارجي فارغٌ وخالٍ من الهواء، مما يعني أن متوسط درجة حرارته يبلغ -270,45 درجة مئوية . تُعرف هذه الدرجة بدرجة حرارة الجسم الأسود أو درجة حرارة بلانك للتوازن، وهي أبرد درجة حرارة يمكن بلوغها في الكون.
ومع ذلك ، هناك العديد من المناطق الأكثر سخونة في الفضاء ، مثل مراكز المجرات والثقوب السوداء والنجوم ، حيث يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة 10 درجة مئوية. هذا بسبب إطلاق كمية كبيرة من الطاقة على شكل أشعة فوق بنفسجية وأشعة تحت الحمراء. علاوة على ذلك ، ستختلف درجات الحرارة هذه اعتمادًا على المسافة من الأرض ، حيث تكون درجات الحرارة على القمر أو بالقرب منه أعلى قليلاً ، حيث تصل إلى 000 درجة مئوية في بيئة Eugene Shoemaker.
في نهاية المطاف، تتفاوت درجة الحرارة في الفضاء تفاوتاً كبيراً تبعاً للموقع، من -270,45 درجة مئوية إلى 10000 درجة مئوية أو أكثر. وهذا ما يجعل دراسة علم الفلك مجالاً بالغ الأهمية نظراً للمتغيرات العديدة التي يجب أخذها في الاعتبار عند تحليل الظواهر الفلكية، فضلاً عن الظواهر الأخرى المتعلقة بالكون. علاوة على ذلك، فإن فهم درجة الحرارة في الفضاء له آثار على كيفية قياس الطقس من الفضاء، وهو أمر بالغ الأهمية في سياق تغير المناخ الحالي.
لماذا الفضاء بارد جدا؟
الفضاء فراغ بارد. ويعود ذلك أساسًا إلى قلة المادة والطاقة فيه، ولأن الأجسام الساخنة لديها مساحة سطح أكبر لإشعاع الطاقة مقارنةً بالأجسام الأصغر. ونتيجةً لذلك، تفقد الأجسام في الفضاء الحرارة أسرع من الأجسام على الأرض ، مما يؤدي إلى تبريد البيئة بسرعة أكبر.
هناك طريقة أخرى لتبريد الفضاء وهي الغازات بين النجوم. تتميز هذه الغازات بدرجة حرارة ثابتة تتراوح تقريبًا بين -265 و-270 درجة مئوية ، وهي درجة منخفضة للغاية مقارنةً بدرجة حرارة الأرض. علاوة على ذلك، تحتوي هذه الغازات على جسيمات دون ذرية تتفاعل فيما بينها، ناقلةً الحرارة بين مختلف أوساط الفضاء بين النجوم. لذا، يؤثر تبادل الطاقة بين الأجسام الفضائية والغازات بين النجوم على درجة الحرارة العالمية، مما يجعلها شديدة البرودة. ترتبط هذه الديناميكية بكيفية تغير الرطوبة مع درجة الحرارة في الفضاء، وهو جانب يمكننا استكشافه بمزيد من التفصيل في مقالات أخرى ذات صلة، مثل المقال المتعلق بالرطوبة ودرجة الحرارة.
ما هي درجة الحرارة في الفضاء الخارجي؟
في الفضاء الخارجي، تكون درجات الحرارة شديدة البرودة. وبحسب المسافة بين الشمس وأجزاء الكون المختلفة، يتراوح نطاق درجات الحرارة بين -270 درجة مئوية و+270 درجة مئوية. وإذا كانت المسافة بين الشمس والكون شاسعة، فقد تصل درجة الحرارة إلى ما يقارب الصفر المطلق، أي انعدام الطاقة الحرارية. يُعرف هذا بفراغ الفضاء الخارجي، وهو من أبرز سماته.
مع ذلك، توجد بعض المناطق في الكون القريبة جدًا من الشمس حيث تكون درجة الحرارة المحيطة أعلى بكثير. على سبيل المثال، في جوار النجوم الضخمة، كالعمالقة الحمراء، قد تصل درجة الحرارة إلى 3000 درجة مئوية؛ بينما يكون متوسط درجة الحرارة في الفضاء الخارجي أقل عمومًا، أي أقل من -100 درجة مئوية، وهي درجة حرارة شديدة البرودة لا تسمح بوجود حياة بشرية. هذا يُبرز أهمية فهم كيفية ترابط درجات الحرارة المختلفة في الكون وتأثيرها على البحث عن كواكب جديدة، كما نوقش في مقال درجة حرارة الكواكب الجديدة.
أين هو أبرد مكان في الكون؟
أبرد مكان في الكون هو ما نعرفه بالخلفية الكونية الميكروية. هذا الإشعاع من الفضاء بين النجوم هو أبرد ضوء في الكون بأسره. هذه هي أدنى درجة حرارة تم اكتشافها على الإطلاق ، حيث تبلغ حوالي -270,45 درجة مئوية.
من جهة أخرى، توجد بعض الأجرام التي، وفقًا لقياسات مختلفة، تبقى أبرد من إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، مثل منطقة سديم بوميرانج، التي تبعد حوالي 5.000 سنة ضوئية في كوكبة قنطورس. وقد تم تحديد هذه السحابة كأبرد منطقة في الكون المعروف، حيث تصل درجة حرارتها إلى -272,3 درجة مئوية . علاوة على ذلك، توجد نجوم نيوترونية بمتوسط درجة حرارة يقارب -265 درجة مئوية. يُعد فهم هذه الدرجات الحرارية أمرًا بالغ الأهمية لدارسي علم الفلك، لا سيما في سياق الظواهر المتطرفة، مثل غلاف نبتون الجوي.
أهمية معرفة درجة الحرارة في الفضاء
لقد رأينا سابقًا أن درجة الحرارة في الفضاء غير منتظمة، وأن فهم تباينها أمرٌ أساسي لفهم العمليات الفيزيائية التي تحدث هناك. وتعتمد ظواهر عديدة، مثل تكوّن النجوم والمجرات، اعتمادًا كبيرًا على كيفية توزيع الطاقة الحرارية في المناطق المختلفة. فعلى سبيل المثال، تتعرض سحب الغاز والغبار بين النجوم، التي تُشكّل أساس النجوم الجديدة، لتغيرات في درجة الحرارة تؤثر على انهيارها وتطورها، مما يؤثر بدوره تأثيرًا مباشرًا على دورة حياة النجوم.
علاوة على ذلك، تواجه المركبات الفضائية والأقمار الصناعية والمعدات التي نرسلها إلى الفضاء تحديات جسيمة نتيجة لتغيرات درجات الحرارة. يجب تصميم المكونات الإلكترونية والألواح الشمسية وغيرها من الأنظمة لتحمل كلاً من البرودة الشديدة في أعماق الفضاء والحرارة الناتجة عن الإشعاع الشمسي المباشر. إن فهم درجة حرارة الفضاء يُمكّننا من تطوير تقنيات أكثر مرونة وموثوقية لاستكشاف الفضاء والاتصالات، وهو ما يطرح تحديًا مشابهًا لقياس درجة الحرارة على الأرض، والذي يُدرس أيضًا في سياق ظواهر الطقس السطحية، كما ذُكر في مقال مقاييس الحرارة في الشوارع.
تُسهم الأبحاث المتعلقة بدرجة حرارة الفضاء في فهم أعمق لأهمية البحث عن الحياة خارج كوكب الأرض. فعند دراسة الكواكب الخارجية، وهي الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى غير الشمس، تُعدّ درجة الحرارة عاملاً حاسماً في تحديد إمكانية وجود الماء السائل على سطحها. علاوة على ذلك، وفي سياق أوسع، يُوفّر فهم الإشعاع الشمسي في الفضاء معلومات قيّمة حول تغيّر المناخ وقياسه من الفضاء.
كيف تؤثر درجة الحرارة على الظواهر الفلكية
تلعب درجة الحرارة دورًا محوريًا في العديد من الظواهر الفلكية، إذ تحتوي جميع المواد في الكون على حرارة. لذا، تؤثر درجة الحرارة على سلوك الغازات والجسيمات وموجات الطاقة. فعلى سبيل المثال، ينتقل الإشعاع الكهرومغناطيسي عبر الوسط بين النجوم بسرعات متفاوتة تبعًا لدرجة حرارته. كما توجد أنواع مختلفة من النجوم ذات درجات حرارة سطحية متباينة. وتحدث العديد من الظواهر الجوية نتيجةً لاختلاف درجات الحرارة بين قشرة الأرض وغلافها الجوي. فعلى سبيل المثال، تتشكل السحب عندما يرتفع الهواء الدافئ من سطح الأرض.
في الفضاء بين النجوم ، تؤدي درجات الحرارة المنخفضة للغاية إلى تكوين الغبار بين النجمي والغاز الجزيئي. كما تؤثر درجة حرارة السديم على مظهره ، مثل لمعانه ولونه وشكله. أخيرًا ، تعتبر درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية لتدفق الطاقة في المجرات ، بما في ذلك وجود المستعرات الأعظمية والثقوب السوداء والنجوم الضخمة وتكوين النجوم.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن درجة الحرارة في الفضاء وأهميتها.