เหตุใดอวกาศจึงเป็นสุญญากาศ?

จักรวาลเป็น สุญญากาศโดยเกือบสมบูรณ์ ทำไมเป็นแบบนั้น? มาสำรวจความว่างเปล่าของอวกาศ ไปด้วยกัน !

คุณอาจเคยได้ยินมาว่าอวกาศเป็นสุญญากาศ และสงสัยว่า "แล้วทำไมอวกาศถึงไม่ดูดเราออกไปจากโลก เหมือนเครื่องดูดฝุ่นที่ดูดสิ่งสกปรกออกจากพรม?" คำตอบย้อนกลับไปว่าจักรวาลเริ่มต้นขึ้นอย่างไรและโลกก่อตัวขึ้นได้อย่างไร

นิยามของสูญญากาศ

ก่อนที่เราจะเจาะลึกในเรื่องนี้ เรามาพูดถึงก่อนว่าสุญญากาศคืออะไรและไม่ใช่กันก่อน สูญญากาศไม่ใช่สิ่งของจริงๆ แต่มันคือการขาดหายไปของทุกสิ่งทุกอย่าง ดังนั้นเมื่อใครบางคนพูดว่า "อวกาศเป็นสุญญากาศ" สิ่งที่พวกเขาหมายความจริงๆ ก็คือมันเกือบจะว่างเปล่า ตัวอย่างง่ายๆ เช่น หากคุณนำโถไปเดินอวกาศแล้วปิดผนึกไว้ ก็คงจะไม่มีอะตอมสักอะตอมเดียวอยู่ข้างใน

หุ่นยนต์ดูดฝุ่นยังรักษาสุญญากาศด้วย แต่จะแตกต่างจากสุญญากาศในอวกาศ คือ ฝุ่นและเส้นผมจะถูกดึงเข้าไปในสุญญากาศเนื่องจากความแตกต่างของแรงดันที่เกิดจากการดูด

การเริ่มต้นที่คับแคบ

จักรวาลไม่ได้ว่างเปล่าเสมอไป ในช่วง 400,000 ปีแรกหลังบิ๊กแบง จักรวาลทุกตารางนิ้วเต็มไปด้วยส่วนผสมที่หนาแน่นและหมุนวน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจน อะตอมที่อัดแน่นเหล่านี้ต่างก็กระโดดออกจากกันอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้ส่วนผสมเริ่มแรกร้อนมาก แต่เมื่อเวลาผ่านไป พื้นที่จะขยายตัว ทำให้ส่วนผสมบางลง (เช่นเดียวกับที่อาจเกิดขึ้นหากคุณเทส่วนผสมจริงลงบนโต๊ะ) ส่วนผสมที่เจือจางก็เย็นลงและเริ่มแข็งตัว

เนื่องมาจากแรงโน้มถ่วง สสารจึงไม่ชอบอยู่ในสถานะกระจัดกระจาย ในที่สุดทุกอย่างก็จะมารวมกัน ก้อนสสารก้อนแรกๆ เกิดขึ้นโดยบังเอิญโดยสิ้นเชิง โดยบางก้อนในอวกาศอาจมีสสารอยู่มากกว่าก้อนอื่นๆ และเนื่องจากสสารทุกชนิดมีแรงโน้มถ่วง ยิ่งมีสสารอยู่ในพื้นที่มากเท่าไร ก็ยิ่งดึงทุกสิ่งเข้าหาสสารมากขึ้นเท่านั้น เมื่อเวลาผ่านไป ภูมิภาคต่างๆ เหล่านี้ก็จะรวมตัวกันเป็นสสารเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ในที่สุด ก้อนเมฆบางก้อนก็จะมีมวลถึงขีดสุด และมีแรงดึงดูดมากขึ้นจนทำให้ยุบตัวกลายเป็นดวงดาวอย่างรวดเร็ว เศษซากที่พวกเขาเหลือไว้ในภายหลังได้ก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่ มีช่องว่างสุญญากาศที่เกือบสัมบูรณ์เหลืออยู่ในบริเวณระหว่างพวกมัน

แรงโน้มถ่วงกำหนดรูปร่าง "สภาพแวดล้อม" ที่เราอาศัยอยู่ แต่ยังเป็นสิ่งที่ป้องกันไม่ให้ทุกสิ่งทุกอย่างบนโลกหลุดออกไปในอวกาศอีกด้วย ภาวะสุญญากาศในอวกาศจะส่งแรงต้านต่ออากาศในชั้นบรรยากาศของเรา แต่ในลักษณะเดียวกับที่คุณสามารถดึงนิ้วของคุณออกจากท่อสุญญากาศด้วยแรงเพียงเล็กน้อย แรงโน้มถ่วงก็สามารถป้องกันไม่ให้อากาศในบรรยากาศถูกดูดออกไปสู่อวกาศได้

ความดันในห้องโดยสาร

เมื่อคุณดูหนังแนววิทยาศาสตร์แล้วพบว่ามีรูอยู่ที่ด้านข้างของยานอวกาศ และทุกอย่างก็เริ่มถูกดูดออก นั่นเป็นเพราะแรงดันภายในยานสูงกว่าแรงดันต่ำมากในอวกาศ ดังนั้นจึงไม่มีอะไรกั้นขวางกั้นเพื่อต่อต้านแรงดูดของสุญญากาศ สสารทุกอย่างล้วนดึงดูดกัน แต่เรือไม่มีสสารมากพอที่จะดึงก๊าซเข้ามาได้ มันคงต้องมีอะไรบางอย่างที่ใหญ่เท่าโลก

จักรวาลไม่ได้ว่างเปล่าโดยสิ้นเชิง หากคุณทิ้งขยะถุงใหญ่แทนที่จะทิ้งขวดเล็ก คุณอาจจับอะตอมไฮโดรเจนจำนวนหนึ่งที่หลุดพ้นจากแรงดึงดูดของดวงดาวและดาวเคราะห์ทั้งหมดได้ และเช่นเดียวกับก๊าซหนาแน่นที่ร้อนจัดของจักรวาลในยุคแรก ไฮโดรเจนที่เหลืออยู่ในอวกาศก็ถูกอัดอย่างหลวมๆ จนเย็นจัด

ความว่างเปล่าของอวกาศก็เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้มันเงียบ เสียงเป็นเพียงการสั่นสะเทือน และหากไม่มีโมเลกุลของอากาศมาสั่นสะเทือน เสียงก็ไม่สามารถเดินทางได้

คราวหน้าหากใครพูดถึง “สุญญากาศเย็นของอวกาศ” คุณสามารถอธิบายได้ว่าทำไมมันจึงเป็นสถานที่ที่ไม่น่าดึงดูดนัก