სად არის ყველაზე ცივი ადგილი სამყაროში?
დიდი აფეთქების შედეგად გაჩენილი თერმული გამოსხივება, კოსმოსური მიკროტალღური ფონი, მთელს კოსმოსში სინათლეს ასხივებს და ყველაფერს, რასაც კი შეეხება, მათ შორის, გალაკტიკათა შორის სივრცეს, -270°C-მდე ათბობს. მაგრამ ზუსტად ჩვენს გალაქტიკაში ჩვენ გვაქვს ბუნებრივად უფრო ცივი წარმონაქმნი: ბუმერანგის ნისლეულა, რომლის ტემპერატურა -272°C-ია. როგორ შეიძლება, სამყაროში არსებული ბუნებრივი წარმონაქმნი საკუთრივ სამყაროზე ცივი იყოს? ამას შესაძლებელს აირების სწრაფი გაფართოება ხდის.
![](http://phoebe.on.ge/2022/07/26/d4oaar7-ecf134cb-9364-4017-a5a1-81a1fa93d8b8_62dfebe7ac970.jpg)
ფოტო: DeviantArt
წარმოიდგინეთ ყველა შესაძლო ვარიანტებს შორის ყველაზე ცივი ადგილი. მასში ნაწილაკები, რომლისგანაც ეს რაღაც შედგება, წარმოუდგენლად ნელა მოძრაობენ და უახლოვდებიან იმ კვანტურ ლიმიტს, რასაც ჭეშმარიტად შეიძლება, უძრაობა, უმოქმედობა ვუწოდოთ. ამ ნაწილაკებს შორის სივრცეში და არც მის გარეთ არ არის სითბოს არანაირი არსებითი წყარო, რომელიც მათ გაათბობს.
ფიზიკურად ეს ნიშნავს, რომ თქვენ მაქსიმალურად უნდა იყოთ დაშორებული მოძრავი ნაწილაკებისა და გამოსხივების ყველა წყაროსგან. თქვენ უნდა იყოთ ისეთ შორ მანძილზე ვარსკვლავებისგან, გალაქტიკებისა და აირის ღრუბლებისგან, რომლის წარმოდგენაც კი არის გონებით შესაძლებელი. თქვენ უნდა დაფაროთ საკუთარი თავი ფოტონების ნებისმიერი გარე წყაროსგან. თუ თქვენ ღრმად შეაღწევდით გალაკტიკათაშორის სივრცეში, დაცული ვარსკვლავების სხივებისგან, ერთადერთი რამ, რაც თქვენ მაშინ გაგათბობდათ, იქნებოდა დიდი აფეთქებისგან დარჩენილი გამოსხივება: კოსმოსური მიკროტალღური ფონი (-270°C).
და მაინც, ჩვენს გალაქტიკაში არის ადგილი — ბუმერანგის ნისლეული — რომელიც უფრო ცივია.
კოსმოსში სადაც არ უნდა წახვდიეთ, ყველგან სითბოს წყარო შეგხვდებათ. რაც უფრო შორდებით მათ, მით უფრო ცივდება. მზისგან 150 000 000 კილომეტრზე ტემპერატურა დედამიწაზე არის 26°C და რომ არა ჩვენი ატმოსფერო, ეს ტემპერატურა 50°C-ით დაბალი იქნებოდა.
უფრო შორს, მზე უფრო ნაკლებად ათბობს. მაგალითად, პლუტონზე ტემპერატურა -229°C-ია: საკმარისად ცივი, რომ თხევადი ნიტროგენი გაიყინოს.
გაცილებით დაბალი ტემპერატურის აღსანუსხად უფრო დაშორებულ და იზოლირებულ ადგილებშიც შეიძლება გადასვლა, როგორიცაა ვარსკვლავთშორისი სივრცე, სადაც უახლესი ვარსკვლავებიც კი სინათლის წლებითაა ჩვენგან დაშორებული ან მოვნახოთ ადგილი ჩვენს სამყაროში, რომელიც ჩვენს ცხვრიწინაა და უფრო ცივია.
არწივის ნისლეული, რომელიც თავისი ვარსკვლავების მიმდინარე ფორმირებითაა ცნობილი, შეიცავს Bok გლობულების დიდ რაოდენობას, რომლებიც ჯერ არ აორთქლებულან და არიან სრული კოლაფსის, გაქრობისა და ახალი ვარსკვლავების ფორმირების პირას. მაშინ, როდესაც ამ გლობულების გარე ტემპერატურა შეიძლება, ძალიან მაღალი იყოს, შიდა მხარე, შესაძლოა, გამოსხივებისგან იყო დაფარული, დაცული და შესაბამისად ტემპერატურაც საკმაოდ დაბალი იყოს.
ფოტო: ESA/Hubble and NASA
არის ცივი მოლეკულური ღრუბლები, რომლებიც მთელი გალაქტიკისგან იზოლირებულად მოძრაობენ. მათ უფრო დაბალი ტემპერატურა აქვთ, ვიდრე მზის სისტემაში ყველაზე მოშორებით მყოფ წარმონაქმნებსაც კი — დაახლოებით -263°C, -253°C.
გამომდინარე იქიდან, რომ გალაქტიკას ათბობენ ვარსკვლავები, ზეახალი ვარსკვლავები, კოსმოსური სხივები, ვარსკვლავური ქარი და მრავალი სხვა, ამიტომ ირმის ნახტომში რთულია, არსებულ სიცივეზე უფრო მეტად აცივდეს. მხოლოდ გალაკტიკათაშორის სივრცეში, უახლოესი ვარსკვლავებიდან მილიონობით სინათლის წლით დაშორებულ ადგილებში, არის სითბოს ერთადერთი წყარო — დიდი აფეთქების შედეგად დარჩენილი კოსმოსური მიკროტალღური ფონი. დიდი აფეთქება ერთდროულად მოხდა ყველგან და მისგან დარჩენილი გამოსხივება ყველა მიმართულებით სინათლის სიჩქარით მოძრაობს. სამყაროს გაფართოებასთან ერთად ეს გამოსხივებაც ცივდება, მაგრამ ჩვენ მისი დანახვა დღემდე შეგვიძლია, რადგან ის 13.8 მილიარდი წლის ისტორიიდან დროსა და სივრცეში მოგზაურობით აღწევს ჩვენამდე.
თუ ჩვენ მიკროტალღური გამოსხივების დანახვას შევძლებდით, მაშინ ღამის ცა გამოიყურებოდა მწვანე ოვალივით, რომლის ტემპერატურა იქნებოდა -270°C და რომლის შუაში არსებული "ხმაურიც" ჩვენს გალაქტიკაში არსებული სითბოს შედეგი იქნებოდა. ეს თანაბარზომიერი გამოსხივება შავი სხეულის გაამოსხივებასთან ერთად სამყაროში დიდი აფეთქების შედეგად დარჩენილი გამოსხივების გამოვლენაა.
ფოტო: NASA/WMAP Science Team
აბსოლუტურ ნულზე 3°C-ით მეტ ტემპერატურაზე (დაახლოებით -270°C-ზე) ეს ძლივს შესამჩნევი ფოტონები სითბოს ერთადერთი წყაროა. გამომდინარე იქიდან, რომ ეს ინფრაწითელი, მიკროტალღური, რადიო ფოტონები მთელს სამყაროშია, შეიძლება იფიქროთ, რომ -270°C არის ყველაზე დაბალი ტემპერატურა, რისი წარმოდგენაც კია ბუნებაში შესაძლებელი. იმისათვის, რომ უფრო ცივი რამ მივიღოთ, სამყაროს მეტად გაფართოებას უნდა დაველოდოთ, რაც უფრო გაწელავს ამ ფოტონების ტალღის სიგრძესა და შესაბამისად უფრო გააცივებს მათ.
ეს, რა თქმა უნდა, თავის დროზე მოხდება. იმ დროისთვის სამყარო ასაკით ორჯერ დიდი იქნება, ანუ კიდევ დაახლოებით 13.8 მილიარდი წლის შემდეგ ტემპერატურა აბსოლუტურ ნულზე 1°C-ით ოდნავ მეტი იქნება. მაგრამ აწ და ახლა სამყაროში არის ადგილი, რომელიც უფრო ცივია, ვიდრე გალაკტიკათაშორისი სივრცე.
არ გჭირდებათ სადმე განსაკუთრებულ ადგილას მისვლა. ეს ბუმერანგის ნისლეულია, რომელიც ჩვენი გალაქტიკიდან 5000 სინათლის წლითაა დაშორებული. 1980 წელს, როდესაც მას პირველად დააკვირდნენ ავსტრალიიდან, ის ორფრთიან ასიმეტრიულ ნისლეულს ჰგავდა, ამიტომ მას ბუმერანგი დაარქვეს. დაწვრილებითი დაკვირვების შემდეგ დადგინდა, რომ ესაა პრე-საპლანეტო ნისლეული, რომელიც მზის მსგავსად თავისი არსებობის შუალედურ ეტაპზე იმყოფებოდა.
ყველა მზის მსგავსი ვარსკვლავი ჯერ წითელ გიგანტად იქცევა და საკუთარ სიცოცხლეს საპლანეტო ნისლეულად/ თეთრ ჯუჯად ასრულებს, რომლის გარეთა შრეები იბერება, ცენტრალური ბირთვი კი ცხელ, გადაგვარებულ მდგომარეობამდე იკუმშება. მაგრამ წითელ გიგანტსა და პლანეტების ნისლეულს შორის არის პრე-საპლანეტო ნისლეულის ფაზა.
სანამ ვარსკვლავის შიდა ტემპერატურა გაიზრდება, რაც გარე შრეების აფეთქების დაწყების შემდეგ ხდება, ჩვენ ვიღებთ პრე-საპლანეტო ნისლეულს. ხანდახან მას სფეროს, ზოგჯერ კი ორი ბიპოლარული კონუსის ფორმა აქვს და ცენტრიდან გამომავალი აირების ნაკადი ხშირად ვარსკვლავთშორის სივრცეშიც კი გადადის.
ამ ფაზის სიცოცხლის ხანგრძლივობა მოკლეა: სულ რამდენიმე ათასი წელიწადი გრძელდება.
ამ ფაზაში მხოლოდ რამდენიმე ათეული ვარსკვლავია ჩართული. მაგრამ ბუმერანგის ნისლეული მათ შორის გამორჩეულია. მისი აირები ათჯერ უფრო სწრაფად გადმოიტყორცნება — დაახლოებით 165 კილომეტრი წამში. ის თავის მასასაც უფრო სწრაფი ტემპით კარგავს: ყოველწლიურად დაახლოებით ნეპტუნის წონის ხელა. და ამ ყველაფრის შედეგად ის არის სამყაროში ჩვენთვის ცნობილი ყველაზე ცივი ადგილი, რომლის ზოგიერთ მონაკვეთში ტემპერატურა -272.65°C-ია, რაც აბსოლუტურ ნულზე დაახლოებით ნახევარი გრადუსით მეტია.
ყველა სხვა საპლანეტო თუ პრე-საპლანეტო ნისლეული ამაზე გაცილებით, გაცილებით ცხელია და ფიზიკა, რომელიც ამას უდევს საფუძვლად, ყველაფერს მარტივად ხსნის. ღრმად ჩაისუნთქეთ და სუთქვა 3 წამით შეიკავეთ და შემდეგ ამოისუნთქეთ. თქვენ ამის გაკეთება ორი განსხვავებული გზით შეგიძლიათ. ორივე შემთხვევაში ხელი პირიდან 15 სანტიმეტრის მოშორებით დაიკავეთ.
1. ამოისუნთქეთ ფართოდ გაღებული პირით და თქვენ შეიგრძნობთ, რომ თქვენს ხელს თბილი აირი შეეხო.
2. ამოისუნთქეთ ოდნავ მოკუმული ტუჩებით და ზუსტად იგივე ჰაერი იქნება ცივი.
ორივე შემთხვევაში აირი თქვენს ორგანიზმში გათბა და რჩება იმავე ტემპერატურაზე, სანამ თქვენს ორგანიზმს დატოვებს. როდესაც პირი ფართოდ გაქვთ ღია, ის მარტივად ტოვებს პირის ღრუს სივრცეს და ათბობს თქვენს ხელს. მაგრამ როდესაც მცირე სივრციდან უწევს მას გასვლა, აირი სწრაფად ფართოვდება — ადიაბატიკურად, როგორც ფიზიკაში უწოდებენ — და ცივდება.
![](http://monica.on.ge/2022/07/26/9b3946_ceec3b0ee60848fb91df0a54ab224bb8_mv2.jpg)
როდესაც ცდილობთ, პირის მცირე გაღებით ძალით ამოისუნთქოთ, ფილტვებიდან ამოსული ჰაერის სწრაფად ცივდება. ამომავალი ჰაერი მცირე სივრცის გავლისას თავდაპირველი მცირე მოცულობიდან დიდ მოცულობამდე ფართოვდება: ეს არის ადიაბატიკური გაფართოების მაგალითი.
ფოტო: Exceptional Mindset Tutors
ვარსკვლავის გარეთა შრეები, რომლებიც ბუმერანგის ნისლეულს შობენ, ზუსტად ამ მახასიათებლებს ატარებენ:
ცხელი მატერიის ძალიან დიდი რაოდენობა, რომელიც მცირე წერტილიდან (ტექნიკურად, ორი წარტილიდან) დიდი სიჩქარით უკიდეგანო სივრცეში გადმოიტყორცნება, სწრაფად ცივდება.
შედეგად, ის მატერია, რომელიც ბუმერანგის ნისლეულიდან გადმოდის და შორეულ სივრცეში გადადის, უფრო მეტად ფართოვდება და ცივდება. ის უფრო სწრაფად ცივდება, ვიდრე კოსმოსში არსებული გამოსხივება და მიმდებარე ვარსკვლავებიდან წამოსული მიკროტალღები მას გაათბობენ. ის მუდმივად ამ დაბალ ტემპერატურას ვერ ინარჩუნებს, მაგრამ ამ დროისთვის ის გაცილებით ცივია, ვიდრე -270.425°C, რაც მინიმალური ტემპერატურაა სამყაროში.
საოცარი ფაქტი ბუმერანგის ნისლეულის შესახებ ისაა, რომ ყველა ის მახასიათებელი, რასაც ის ატარებს, მის აღმოჩენამდე იყო ნაწინასწარმეტყველები.
ასტრონავტმა რაგვენდრა საჰაიმ გამოთვალა, რომ პრე-საპლანეტო ნისლეული, რომელსაც ზემოაღნიშნული ნიშნები ექნება, შეიძლება იყოს სამყაროში ყველაზე ცივი წარმონაქმნი. საჰაი იყო 1995 წელს იმ ჯგუფის წევრი, რომელმაც გრძელტალღოვანი დაკვირვების შემდეგ აღმოაჩინა ბუმერანგის ნისლეული და ის, რასაც საჰაი წინასწარმეტყველებდა: ბუნებრივად ყველაზე დაბალი ტემპერატურა სამყაროში.
დღეის მდგომარეობით ბუმერანგის ნისლეული ჯერ კიდევ ყველაზე ცივი ბუნებრივი წარმონაქმნია. და ამის მიზეზი არის ადიაბატიკური გაფართოება, როდესაც მატერია სწრაფად გადმოიტყორცნება გარემოში, სადაც მას უსაზღვროდ შეუძლია გაფართოება.
ის, თუ რატომ გადმოტყორცნის ბუმერანგის ნისლეული ასე სწრაფად და ამ ფორმით მასში არსებულ მატერიას, ჯერ კიდევ კვლევის საგანია.დღემდე ეს ნისლეული არის ერთადერთი პრე-საპლანეტო ნისლეული, რომელიც ისეთ ფაზაში დააფიქსირეს, როდესაც მისი ტემპერატურა დიდი აფეთქების ნარჩენებზე ცივია. რაც არ უნდა იყოს, ვფიქრობთ, ეს ერთადერთი მსგავსი შემთხვევა არ არის.
შეიძლება სადღაც უფრო შორს, სადაც ჯერ ხელი არ მიგვიწვდება, გაცილებით ცივი ადგილებიცაა. ჩვენ უბრალოდ უნდა გავაგრძელოთ ძიება. და ვინ იცის, იქნებ, ერთ დღეს ჩვენი მზის სისტემის ცენტრში არსებულმა ვარსკვლავმა — მზემ — დაამყაროს ახალი რეკორდი და ჩვენი მზის სისტემა კი მცირე დროით სამყაროს ყველაზე ცივ ადგილად იქცეს!
კომენტარები