درب التبانة مكان كبير للغاية. تقاس مجرتنا من النهاية إلى النهاية ، ويبلغ قطر مجرتنا ما يقدر بـ 100،000 إلى 180،000 سنة ضوئية (31،000 - 55،000 فرسخ فلكي). وهي مليئة بالسكان بشكل كبير ، مع ما يقدر بـ 100 إلى 400 مليون نجم داخلها. ووفقًا للتقديرات الحديثة ، يُعتقد أن هناك ما يصل إلى 100 مليار كوكب في مجرة درب التبانة. ومجرتنا هي مجرد واحدة من تريليونات داخل الكون.
لذا إذا قمنا بتفكيكها ، فما مقدار الأهمية التي سنكتشفها هناك؟ إن تقدير المقدار الإجمالي سيشمل بعض الرياضيات الجادة والأرقام المذهلة. لكن ماذا عن سنة ضوئية واحدة؟ باعتبارها الوحدة الأكثر استخدامًا لقياس المسافات بين النجوم والمجرات ، فإن تحديد كمية الأشياء التي يمكن العثور عليها خلال سنة ضوئية واحدة (في المتوسط) هي طريقة جيدة للحصول على فكرة عن كيفية وجود الأشياء هناك.
سنة ضوئية:
على الرغم من أن الاسم محير بعض الشيء ، فمن المحتمل أنك تعرف بالفعل أن ملف سنة ضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في غضون عام. بالنظر إلى أن سرعة الضوء قد تم قياسها بـ 299.792 ، 458 م / ث (1080 مليون كم / س ، 671 مليون ميل / س) ، فإن المسافة التي يقطعها الضوء في عام واحد هائلة جدًا. أخيرًا ، تعمل سنة ضوئية واحدة على 9،460،730،472،580.8 كيلومتر (5،878،625،373،183.6 ميل).
رسم بياني يوضح المسافة التي يقطعها الضوء بين الشمس والأرض. الائتمان: Wikipedia Commons / Brews ohare
لذا لتحديد كمية الأشياء في سنة ضوئية ، علينا أخذ تلك المسافة وتحويلها إلى مكعب ، بحيث يبلغ طول كل جانب سنة ضوئية واحدة. تخيل هذا الحجم الضخم من الفضاء (يمثل تحديًا قليلاً لبعضنا لإدراك رؤوسنا) وتخيل مقدار 'الأشياء' الموجودة هناك. وليس فقط 'الأشياء' ، بمعنى الغبار أو الغاز أو النجوم أو الكواكب أيضًا. ما مقدار أي شيء هناك ، كما هو الحال في الفراغ الفارغ للفضاء؟
هناك إجابة ، لكن كل هذا يتوقف على المكان الذي تضع فيه المكعب العملاق. قم بقياسه في قلب المجرة ، وهناك نجوم تطن في كل مكان. ربما في قلب كتلة كروية؟ في سديم تشكل النجوم؟ أو ربما في ضواحي مجرة درب التبانة؟ توجد أيضًا فراغات كبيرة بين المجرات ، حيث لا يوجد شيء تقريبًا.
كثافة درب التبانة:
لا يمكن الالتفاف حول الرياضيات في هذا. أولاً ، دعنا نحسب متوسط كثافة مجرة درب التبانة ثم ننتقل من هناك. يبلغ عرضه حوالي 100.000 إلى 180.000 سنة ضوئية وسماكته 1000 سنة ضوئية. وفقًا لرأي صديقي وعالم الفلك الشهير فيل بليت (من علم الفلك السيئ ) ، يبلغ الحجم الإجمالي لمجرة درب التبانة حوالي 8 تريليون سنة ضوئية مكعبة.
والكتلة الكلية لدرب التبانة هي 6 × 1042كيلوغرامات (أي 6000 تريليون تريليون طن متري أو 6610 تريليون تريليون طن متري). اقسمهم معًا وستحصل على 8 × 1029كيلوغرام (800 تريليون تريليون طن متري أو 881.85 تريليون طن متري) لكل سنة ضوئية. هذا هو 8 متبوعًا بـ 29 صفراً. يبدو هذا كثيرًا ، لكنه في الواقع يعادل 0.4 كتلة شمسية - 40٪ من كتلة شمسنا.
الملايين من النجوم المتوهجة من الجزء الأكثر سطوعًا من مجرة درب التبانة - وهي منطقة كثيفة النجوم لدرجة أنه بالكاد يمكن رؤية أي سماء مظلمة عبر الصورة. الائتمان: ESO
بعبارة أخرى ، في المتوسط ، عبر مجرة درب التبانة ، يوجد حوالي 40٪ من كتلة الشمس في كل سنة ضوئية مكعبة. لكن في المتر المكعب المتوسط ، يوجد حوالي 950 أتوجرام فقط ، وهو ما يقرب من واحد فيمتوجرام (ربع المليون من الجرام من المادة) ، وهو قريب جدًا من لا شيء. قارن هذا بالهواء ، الذي يحتوي على أكثر من كيلوجرام من الكتلة لكل متر مكعب.
لكي نكون منصفين ، في المناطق الأكثر كثافة في مجرة درب التبانة - مثل داخل العناقيد الكروية - يمكنك الحصول على كثافة نجوم تبلغ 100 ، أو حتى 1000 مرة أكبر من منطقتنا من المجرة. يمكن أن تقترب النجوم من بعضها مثل نصف قطر النظام الشمسي. ولكن في الخلجان الشاسعة بين النجوم ، تنخفض الكثافة بشكل ملحوظ. لا يوجد سوى بضع مئات من الذرات الفردية لكل متر مكعب في الفضاء بين النجوم.
وفي الفراغات بين المجرات. في الفجوات بين المجرات ، هناك عدد قليل من الذرات لكل متر. سواء أعجبك ذلك أم لا ، فإن الكثير من الكون قريب جدًا من كونه مساحة فارغة ، مع وجود كميات ضئيلة من الغبار أو جزيئات الغاز بين جميع النجوم والمجرات والعناقيد والعناقيد الفائقة.
إذن ، ما مقدار الأشياء الموجودة في السنة الضوئية؟ كل هذا يتوقف على المكان الذي تنظر إليه ، ولكن إذا قمت بنشر كل الأشياء حولك عن طريق هز الكون مثل كرة ثلجية ، فإن الإجابة قريبة جدًا من لا شيء.
لقد كتبنا العديد من المقالات الشيقة حول مجرة درب التبانة هنا في Universe Today. هنا 10 حقائق مثيرة للاهتمام حول درب التبانة و ما هو حجم درب التبانة؟ و كم عدد النجوم الموجودة في درب التبانة؟ و أين تقع الأرض في مجرة درب التبانة؟ و كم تبعد سنة ضوئية؟ ، و إلى أي مدى يسافر Light في عام؟
لمزيد من المعلومات ، تحقق من كم عدد ملاعق الشاي الموجودة في سنة ضوئية مكعبة؟ في HowStuffWorks
لدى Astronomy Cast أيضًا حلقة جيدة حول هذا الموضوع. هنا الحلقة 99
مصادر:
- ناسا - درب التبانة وموقعنا
- ناسا - رسم مجرة درب التبانة من الداخل الى الخارج
- ويكيبيديا - مجرة درب التبانة
بودكاست (صوتي): تحميل (المدة: 3:25 - 3.1 ميجا بايت)
الإشتراك: آبل بودكاست | RSS
بودكاست (فيديو): تحميل (60.7MB)
الإشتراك: آبل بودكاست | RSS