¿Por qué el espacio es un vacío? Por qué el espacio está libre de moléculas de aire?
He oído que incluso el espacio tiene un número pequeño pero finito de moléculas. Si es así, ¿no habrá un arrastre en el espacio?
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¿Por qué el espacio es un vacío?
Porque, dado el tiempo suficiente, la gravedad tiende a hacer que la materia se agrupe. Eventos como las supernovas que la dispersan de nuevo son relativamente raros. Además, el espacio es grande. Tal vez alguien podría calcular la densidad si la materia visible estuviera distribuida uniformemente en el espacio visible. Me imagino que sería muy fina.
(Más tarde)
El espacio es grande. Realmente grande. No vas a creer lo inmensamente grande que es. Quiero decir, puedes pensar que está muy lejos de la farmacia, pero eso es sólo cacahuetes para el espacio.
Douglas Adams, Guía del autoestopista de la galaxia.
Según Wikipedia, el universo observable tiene un radio de 46.600 millones de años luz y contiene unos $10^{53}$ kg de materia.
Un año luz es aproximadamente $9.5 \times 10^{15} m$ - por lo que es un radio de aproximadamente $4.4 \times 10^{24} m$ y un volumen de aproximadamente $2.73 \times 10^{80} m^3$ Eso significa una densidad de $0.366 \times 10^{-27} kg/m^3$
Si esa materia fuera todo hidrógeno, que tiene $6 \times 10^{26}$ átomos por kg, eso nos daría alrededor de $0.2$ átomos por $m^3$ .
Así que si mis horribles cálculos sirven de guía (y es muy probable que haya cometido un error), el espacio es un vacío sobre todo porque la cantidad de materia en el universo observable es insignificante.
¿Por qué el espacio está libre de moléculas de aire?
Bueno, aire es lo que llamamos a la mezcla de gases de la atmósfera terrestre, así que esta es una pregunta sobre el espacio cercano a la Tierra específicamente.
El aire es principalmente nitrógeno y oxígeno molecular - $N_2$ y $O_2$ . Estos son lo suficientemente pesados como para que no muchos escapen a la gravedad de la Tierra. Además, el espacio es grande.
He oído que incluso el espacio tiene un número pequeño pero finito de moléculas. Si es así, ¿no habrá un arrastre en el espacio?
Según la WIkipedia:
El espacio intergaláctico contiene unos pocos átomos de hidrógeno por metro cúbico. En comparación, el aire que respiramos contiene unos $10^{25}$ moléculas por metro cúbico.
La diferencia es tan grande que el espacio carece efectivamente de fricción (al menos para los típicos vehículos espaciales construidos por humanos).
Chocar con 1 átomo de hidrógeno es muy diferente a chocar con 10000000000000000000000000 moléculas de nitrógeno.
iantresman
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1247
El espacio se describe a veces como un vacío mejor que el que la humanidad podría crear en cualquier laboratorio. Pero no es un vacío, sino un plasma tenue que transporta el medio interplanetario (viento solar). También está estructurado, formando el Hoja de corriente heliosférica .
Esto significa que el espacio tiene las características de un plasma. Es conductor de la electricidad, transporta campos magnéticos y lleva la energía del sol resultante de eyecciones de masa coronal que interactúan con los campos magnéticos de la Tierra para producir la aurora, y a veces pueden dejar sin electricidad a las ciudades (por ejemplo. El apagón de Quebec )
El viento solar arrastra la magnetosfera de la Tierra hacia el espacio formando su magnetocola. Es el mismo principio que un " vela magnética ". El arrastre es pequeño, pero significativo si se trata de un ion en el espacio.
grep
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En primer lugar, el espacio no es un vacío completo. Todavía hay algunas partículas dando vueltas por ahí.
En la mente común, el espacio está vacío, pero sólo está "vacío" porque hay algunas partículas masivas en él (como planetas, estrellas, etc.). Alrededor de estas partículas hay un fuerte campo gravitatorio (por supuesto, en las otras regiones "vacías" también lo hay, pero muy débil comparado con el campo cercano alrededor de los planetas). En este campo cercano hay una acumulación de moléculas mucho mayor que en el campo lejano, simplemente por la gravedad. Cuanto menos gravedad (y menos velocidad de escape), menos moléculas hay alrededor de un planeta o una estrella. Sin masas adicionales en el espacio (es decir, si todas las moléculas se distribuyen por igual) tendrías muchas más moléculas en varios puntos (donde no tenemos algunas o menos que ahora), pero en otros lugares tienes muchas menos moléculas (digamos en el lugar donde se supone que está la Tierra.
Así, si las moléculas son lo suficientemente rápidas para escapar del campo gravitatorio cercano de un planeta, entonces viajan por el espacio. Si son demasiado lentas, forman una atmósfera alrededor de un planeta, lo que explica por qué tenemos atmósferas alrededor de varios planetas, pero no alrededor de todos (la Luna, por ejemplo).
Imran Roy
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Siento ser oximorónico aquí, pero tus preguntas (OP) son en su propio significado, ilógicas. Quiero decir que ha utilizado una terminología extremadamente engañosa para presentar su pregunta. No puedo entender qué es exactamente lo que pretende preguntar.
¿Por qué el espacio es un vacío?
El espacio es un vacío porque la palabra vacío significa "espacio vacío". Si el universo no tuviera vacío (casi vacío, como han afirmado los carteles que me preceden), no utilizaríamos la palabra "espacio" para designarlo. Así que el espacio, por su propia definición en inglés, es el vacío. Es como si preguntaras "¿por qué el color azul es un poco azulado?".
¿Por qué el espacio está libre de moléculas de aire?
Igual que el anterior. Porque, por definición, espacio = vacío. En el vacío no hay moléculas de aire, sino simplemente vacío. Sin embargo si pretendes preguntar (suponiendo de buena fe) que por qué las enormes distancias entre los cuerpos celestes tienen una materia casi despreciable, entonces la respuesta (sólo simplificando a los carteles que están por encima de mí) es que si la materia estuviera distribuida uniformemente en el universo, la gravedad serviría para acumularla gradualmente en objetos pesados y densos (eso es lo que hace siempre la gravedad, siempre que no la contrarrestes). Además aquí debo decir que si toda la materia de nuestro universo no se moviera a una velocidad increíblemente rápida, la gravedad iría acumulando poco a poco TODA la materia en un único e increíblemente horrible agujero negro (un objeto con una masa huuuuuy grande y un volumen muyyyyy pequeño, como comprimir un océano en un vaso de agua). El hecho de que el universo tenga la materia dispersa y en forma de diferentes objetos (estrellas, galaxias, planetas, lunas, nubes de gas/polvo, etc.) se debe a que toda la materia de nuestro universo se aleja muy, muy rápido, de los demás, lo que le permite escapar de ser agrupada en un horrible agujero negro.
He oído que incluso el espacio tiene un número pequeño pero finito de moléculas. Si es así, ¿no habrá un arrastre en el espacio?
Estás aquí. Sí, hay una cantidad muy muy pequeña de materia esparcida en el vacío entre las estrellas, pero es demasiado pequeña para hacer una diferencia para los objetos grandes que se mueven allí. Tienes razón, hay arrastre en el espacio, pero es increíblemente menor para tener alguna influencia. ¿Una pared de papel de 0,001 mm de grosor, colocada en el camino de un tren de 2000 toneladas de masa, tendrá alguna diferencia en el movimiento del tren? Sí, la habrá. Pero será CASI nula. La resistencia ofrecida por las moléculas que vagan libremente por el espacio ofrece una resistencia aún menor que esa pared de papel.
