Почему водород не затвердевает в открытом космосе?
Почему водород не затвердевает в открытом космосе?
Потому что космическое пространство недостаточно холодное и плотное для затвердевания водорода. Это правда, что макроскопический термометр в открытом космосе зарегистрировал бы температуру около 2,7 Кельвина, но это потому, что термометр не регистрировал бы температуру очень разреженной среды.
Большая часть космоса довольно горячая на молекулярном уровне. Температура газа в пространстве между галактиками очень высока, от миллионов до сотен миллионов кельвинов. Более 99% газа в галактике от теплого до очень горячего, с температурой от сотен кельвинов до десятков миллионов кельвинов.
Несколько межзвездных газовых облаков довольно холодные, с температурой в десятки кельвинов. Но даже в этих холодных межзвездных газовых облаках слишком жарко, чтобы водород мог затвердеть. Тройная точка водорода составляет около 14 кельвинов при давлении около 0,07 атмосферы. Давление в этих межзвездных газовых облаках намного меньше, чем давление в тройной точке. В то время как температуры этих холодных, плотных межзвездных газовых облаков примерно такие же, как температура тройной точки водорода, давление 10-18 атмосфер или меньше намного меньше, чем давление тройной точки водорода. Температура сублимации водорода при этих давлениях составляет менее одного Кельвина.
Ну, давайте просто рассмотрим это на минуту. Водород превращается в жидкость при температуре ниже 33 Кельвинов, или около -252,87 градусов по Цельсию. Но мы ищем не жидкий водород, мы ищем твердый водород. Водород становится твердым при температуре 14,01 Кельвина или около -259,14 градуса Цельсия.
С другой стороны, температура в космосе сильно различается. Например, самая низкая температура (космическое фоновое излучение) составляет 2,7 Кельвина, или около -270,45 градусов по Цельсию. Однако солнечный ветер и газ между звездами могут иметь температуру до десятков тысяч градусов по Цельсию. Таким образом, очевидно, что температура варьируется совсем немного.
Однако предположим, что вы поместили термометр на расстоянии Земли от Солнца, причем половина его обращена к Солнцу, а половина — от Солнца. Этот термометр будет измерять около 7,2 градуса Цельсия, что, очевидно, намного теплее, чем нужно, чтобы водород стал твердым.
Еще одна вещь, которую следует учитывать, это то, что самые холодные части космоса также являются самыми пустыми частями пространства (по крайней мере, в большинстве случаев). Если достаточно холодно, чтобы водород стал твердым, весьма вероятно, что там нет никакого водорода, который мог бы превратиться в твердое.
Надеюсь это поможет!
Альфред Центавр