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¿Qué hay en el espacio?

Recientemente estuve en un servidor de chat teniendo una discusión al azar sobre cosas de ciencia y alguien con quien estaba hablando hizo el comentario de que "el espacio no es un vacío completo y está lleno de plasma / materia".

Eso me hizo pensar... bien, así que no espero que la mayor parte del espacio esté totalmente vacía, pero si tomo un "volumen cúbico del espacio fuera de la ISS" (o más lejos para la precisión científica)... ¿sabemos lo que se observaría dentro de ese cubo en términos de "partículas reales" del modelo estándar?

Estoy pensando que habría una cierta cantidad de fotones (luz) y posiblemente algunas otras cosas, por la afirmación de los otros chicos de que "el plasma está en todas partes" planteó alguna rareza en mi cabeza que no pude resolver.

Siguió eso con "vivimos en un universo eléctrico".

¿Alguien tiene un punto de vista profesional/académico sobre esto (no soy un graduado en física, así que no me lo pongas difícil)?

EDITAR:

He tenido tiempo de profundizar en este concepto con la persona con la que hablé antes y citó a la NASA como fuente y me relacionó con esto...

https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/1999/ast07sep99_1

Este artículo establece claramente...

"El 99,9 por ciento del Universo está compuesto de plasma", dice el Dr. Dennis Gallagher, físico de plasma del Centro de Vuelos Espaciales Marshall de la NASA. "Muy poco material en el espacio está hecho de roca como la Tierra".

... seguramente esta es una declaración contextual, pero ¿cuál es el contexto y esto significa literalmente como está redactado o hay algo más aquí?

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Cerca de la Tierra, el espacio contiene unas 5 partículas por centímetro cúbico. Véase es.m.wikipedia.org/wiki/medio_interplanetario Cuidado con la "teoría" del universo eléctrico. El electromagnetismo es ciertamente importante, pero lo del universo eléctrico que se promueve actualmente es una basura pseudocientífica.

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Me lo imaginaba... pero normalmente con las cosas de la teoría de la conspiración hay una base de ciencia real primero que se tergiversa, así que pensé que valía la pena preguntar sobre la "ciencia real" primero y luego volver a mi conversación con algunos hechos científicos antes de hacer afirmaciones descabelladas que no puedo respaldar con pruebas reales.

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Hay algo de información aquí physics.stackexchange.com/questions/18950/

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DaveJay Puntos 11

1) Para empezar, espacio o el medio interestelar si es a lo que se refiere, da cuenta de toda la materia que no está en las estrellas, ni en los planetas o asteroides, y en realidad hay mucha materia ahí dentro .

Sin embargo, desde un punto de vista humano es legítimo considerar que el espacio es " vacío ", dado que la densidad media de las partículas es tremendamente inferior a la que se experimenta en la Tierra. Por ejemplo, los físicos que tratan de obtener el entorno más vacío para sus experimentos en tierra consiguen bajar a millones de moléculas por centímetro cúbico, lo que hay que comparar con densidades medias de decenas de moléculas por centímetro cúbico en las nubes de gas atómico interestelares. Se trata de un nivel de vacío totalmente diferente.

Así, si se tomara un "volumen cúbico del espacio fuera de la ISS" del tamaño de un ser humano, efectivamente se observaría una cantidad muy pequeña de moléculas (como el monóxido de carbono o el dihidrógeno), átomos (como el hidrógeno), iones, electrones, partículas de polvo, algunos rayos cósmicos, pero también fotones y neutrinos.

Por un lado, el número de neutrinos y fotones que estarían cruzando su cubo en cada segundo es en ninguna parte casi despreciable, ya que el flujo de estos tipos es muy importante en todo el universo, principalmente debido a la emisión térmica de las estrellas y de la omnipresente fondo cósmico de microondas .

Por otro lado, tienes razón cuando adivinas que la cantidad de materia bariónica contenida en ese cubo sería ridícula, pero esto no es nada despreciable si se empieza a considerar un cubo de $1 \times 1 \times 1~\mathrm{pc}$ , donde $\mathrm{pc}$ significa parsec con $1~\mathrm{pc} \approx 3,1 \cdot 10^{16}~\mathrm{m}$ .

En un cubo de este tamaño, suponiendo una densidad de 10 moléculas de hidrógeno por centímetro cúbico, esto sumaría una masa total de hidrógeno del orden de $10^{23}~\mathrm{kg}$ que se acerca a la masa de Marte o de Plutón. Ahora, date cuenta de que hay muchas nubes interestelares cuyos tamaños van desde sub-parsecs hasta cientos de parsecs, con densidades que van desde decenas de átomos por centímetro cúbico hasta $10^7$ moléculas por centímetro cúbico para las nubes moleculares más densas. Se trata de mucha materia, en realidad mucho más de la que se encuentra en los planetas y las estrellas.

Lo que quería demostrar aquí es que si el universo puede aparece lleno de vacío, es importante notar que cuando se resumen las cosas, se descubre que la mayor parte de la masa está contenida en estos espacios vastos y aparentemente vacíos.

Por ello, la afirmación de que " el espacio no es un vacío completo y está lleno de plasma / materia " tiene sentido. Sólo añadiría que también está masivamente lleno de fotones.

2) Con respecto a la " el plasma está en todas partes ", esto también puede considerarse algo cierto. Volvamos a la definición de plasma. Según google, el plasma es " un gas ionizado formado por iones positivos y electrones libres ". Hagamos una lista de algunos objetos astronómicos que se encuentran en un estado moderado o altamente ionizado:

  • Estrellas
  • Coronal gas
  • Regiones HII (regiones situadas alrededor de estrellas muy calientes)
  • Nubes difusas

Eso ya representa una gran parte de lo que se encuentra en el espacio. De hecho, utilizando una estimación aproximada se puede demostrar que hasta $99,9~\%$ del universo observable está formado por plasma.

3) Sobre el " universo eléctrico ", no comentaré nada ya que esta afirmación me parece un poco vaga.

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Una respuesta excelente. Pero creo que deberías hacer hincapié en la cantidad de fotones que hay en el espacio.

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Incluso en el espacio intergaláctico más profundo, hay unos 400 fotones por centímetro cúbico, que forman parte del fondo cósmico de microondas del Big Bang.

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@Maxter Es cierto, hay muchos fotones. Sin embargo, no aportan mucha energía en comparación con las partículas de materia del espacio. Por ejemplo, la masa en reposo de un solo electrón es aproximadamente igual a la energía de 770 millones de fotones del CMB en su frecuencia máxima de 160,4 GHz.

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