De unde știm! Episodul 8 – Temperaturi în univers.
Pentru a putea măsura temperatura diferitelor corpuri cerești și a universului în general, oamenii de știință au trebuit să înțeleagă ce este temperatura și alte aspecte precum:
- Conform DEX temperatura este definită ca mărime fizică utilizată pentru a caracteriza starea de încălzire a unui mediu, deci în continuare pentru a ocoli intrepretările diferite a celor scrise aici prin temperatură ne vom referi strict la ce ne sugerează DEX.
- Temperatura indică starea atomilor ce alcătuiesc o substanță. Cu cât mișcarea atomilor este mai energetică cu atât substanța respectivă este mai fierbinte.
- Un corp care se încălzește radiază o energie electromagnetică a cărei frecvență este direct proporțională cu temperatura obiectului, lucru observat și cu o rezistență electrică de la un reșou ori cu un metal încălzit care se își schimbă culoarea în roșu și ia forma de lumină (fizica numește lumina orice radiație electromagnetică). Temperatura poate fi indicată inclusiv de lumina degajată de o stea, energia termică fiind radiată sub formă de lumină, iar culoarea luminii este direct proporțională cu temperatura. Știința a identificat că dacă o substanță are sute de grade, temperatura radiată va fi spre roșu, la mii de grade spre galben, la zeci de mii de grade spre albastru și la sute de mii de grade, chiar milioane de grade radiația electromagnetică va trece la spectre electromagnetice invizibile ochiului uman, va urca chiar și la frecvențe de raze X.
Acestea find spuse, se poate intui ușor cum se măsoară temperatura unei stele cât și a unei planete, și anume prin examinarea spectrului electromagnetic emis de corpurile cerești. această metodă poartă numele de: măsurători din spectrul corpului negru (corpuri care emit frecvențe electromagnetice aferente temperaturii lor). Dar cum măsurăm temperatura unui nor de gaze sau temperatura relativă a universului în anumite momente? Păi hai să abordăm problemele pe rând:
Măsurarea temperaturii norilor de gaze și a altor corpuri transparente din spațiu:
Pentru a măsura temperatura unui nor de gaze se folosește un spectroscop cu ajutorul unei surse puternice de lumină albă (o stea de exemplu), se situeaza in spatele norului de gaze, astfel încât lumina sursei să străbată acest nor. Astfel lumina care trece prin norul de gaz va fi blocată sau absorbită pe anumite culori, numim acest fenomen spectru de absorbție. Tehnica are la bază efectele observate în laborator cu ajutorul unui spectroscop asupra gazelor și anume:
- Un gaz adus la incondescență dă linii strălucitoare de lungimi de undă specifice; este un spectru de emisie, dispunerea liniilor este caracteristică acestui gaz.
- Același gaz, dar rece, interpus în fața sursei de lumină albă, absoarbe anumite radiații emise de această sursă; în locul liniilor strălucitoare din spectrul precedent, se observă dungi întunecate; este un spectru de absorbție.
- Deci temperatura norului de gaz este direct proporțională cu grosimea dungilor întunecate prezentate pe spectroscop.
Menționez că temperatura unui corp pe care o măsurăm în spațiul cosmic este temperatura ce îl caracterizează la momentul în care a emis radiația și care este egal cu distanța pe care a străbătut-o lumina pentru a ajunge la observator. Deci dacă măsuram temperatura unui corp ceresc care se află la o mie de ani lumină de noi, temperatura măsurată este cea de acum o mie de ani.
Măsurarea temperaturii relative a universului.
Spațiul cosmic chiar dacă pare complet gol nu este așa. Chiar și între galaxii se găsesc atomi majoritari de Hidrogen, Heliu, chiar dacă sunt foarte rari, spațiul dintre un atom și celălalt considerat ca fiind imens, temperatura acestor atomi definesc temperatura relativă a universului.
Temperatura universului actual este de -270,27 grade Celsius (2,73 kelvin). Măsurarea temperaturii actuale a universului se efectuează prin măsurarea directă a norilor de gaze dintre și din galaxiile relativ apropiate prin metodele menționate mai sus. Cât despre măsurarea celei mai timpurii temperaturi relative a universului putem spune ca cu ajutorul satelitului Plank al Agenției Spațiale Europene (ESA) am putut măsura o temperatură de 2700K care a avut loc la 380 000 ani de la Big-bang, în universul timpuriu. Orice telescop pe care la creat omenirea își are limitele „într-un zid” care este sursa radiației termice de fond. Dincolo de acel zid universul era prea fierbinte și des încât lumina să îl mai poată străbate. Începând cu acea vârstă, temperatura în univers se poate măsura prin metodele descrise mai sus în acest articol.
Temperaturile universului mai timpuriu de 380 000 ani sunt concluzii ale experimentelor științifice efectuate în principal în acceleratoarele de particule.
lasă un comentariu, scrie-ne părerea ta.