为什么太空是真空的?
太空几乎是一个完美的真空,充满了宇宙的空洞。简而言之,地心引力是罪魁祸首。但是要真正理解我们宇宙的真空,我们必须花点时间来理解真空到底是什么。
那么,什么是真空,为什么太空不是真正的真空呢?根据定义,真空是没有物质的。太空几乎是绝对的真空,不是因为引力,而是因为它几乎是空的,这种空导致了极低的压力。虽然不可能在地球上完全模拟太空,但科学家们可以创造出被称为部分真空的极低压力环境。
“理解真空的概念几乎是陌生的,因为它与我们的存在方式非常矛盾,”纽约市美国自然 历史 博物馆天体物理部资深科学家杰基·费尔蒂(Jackie Faherty)说。我们作为人类的经历完全局限于宇宙中非常稠密、拥挤和动态的部分。所以,我们可能很难真正理解虚无或空虚,她说。但在现实中,对我们来说在地球上正常的东西,实际上在宇宙的背景下是罕见的。
引力为王
根据美国国家航空航天局(NASA)的数据,宇宙的平均密度为每立方米5.9质子(一种带正电的亚原子粒子)。但是,引力会导致宇宙中的物质聚集,从而放大宇宙某些区域的空虚。
基本上,任何两个有质量的物体都会相互吸引。换句话说,物质喜欢围绕着其他物质。在太空中,引力将附近的物体拉得更近。它们的集体质量一起增加,更多的质量意味着它们可以产生更强的引力,从而将更多的物质吸引到他们的宇宙簇中。质量增加,然后是引力,然后是质量,最终成为了一种失控效应。
当这些引力热点吸引附近的物质时,它们之间的空间被疏散,形成了所谓的宇宙空洞。但是宇宙并不是这样开始的。宇宙大爆炸后,宇宙中的物质分散得更加均匀,几乎就像一团雾。但经过数十亿年的时间,引力已经将这些物质聚集成小行星、行星、恒星、太阳系和星系,并在它们之间留下了星际、星际和星际空间的空隙。
但即使是太空的真空也不是真正的纯净。在星系之间,每立方米只有不到一个原子,这意味着星际空间并不是完全空的。然而,它的物质远远少于人类在地球实验室中所能模拟的任何真空。