چکیده: اگر در کلاس فیزیک شرکت کرده باشید، احتمالاً مفهوم صفر مطلق را یاد گرفتهاید: یک حد نظری برای سردی. “صفر مطلق” با کلوین (K) اندازهگیری میشود، نه فارنهایت یا سانتیگراد که در اکثر دماسنجها وجود دارد.
در حالی که ما هرگز جرمی را مشاهده نکردهایم که مقدار دمای آن صفر مطلق باشد، هم در زمین و هم در دوردستترین نقاط و لایههای بیرونی کهکشانمان کاملاً به این دما نزدیک شدهایم.
دانشمندان مجذوب این مکانهای سرد در جهان، از جمله سحابی بومرنگ (Boomerang Nebula)، شده اند. سحابی بومرنگ، یک سحابی سیارهای جوان، برای اولین بار در سال 1995 به عنوان سردترین مکان در جهان نامگذاری شد، این یافته در سال 2013 تایید شد.
اگر در مورد سردترین مکانهایی که وجود دارند کنجکاو هستید، بیایید به دماهای فوقالعاده، از سیاره ما گرفته تا منظومه شمسی، و تا لبه جهان مشاهدهشده، نگاه کنیم.
سردترین مکان روی زمین
اگر بخواهید حدس بزنید سردترین مکان سیاره ما چیست، ممکن است به جایی مانند قطب جنوب یا قطب شمال فکر کنید.
ولی در واقع، سردترین چیزی که تاکنون روی زمین ثبت شده است، در آزمایشگاهی در ایتالیا ایجاد شده است. محققان با مطالعه ذرات زیراتمی، دستگاهی به نام کرایوستات (cryostat) ایجاد کردند که میتواند دماهای بسیار سرد ایجاد کند: یک مکعب مسی 880 پوندی (400 کیلوگرمی) در سال 2014 به دمای 6 میلیکلوین دست یافت، فقط شش هزارم درجه بالاتر از صفر مطلق (0 درجه کلوین)!
با توجه به نقاطی روی زمین که به طور طبیعی سرد هستند، حق با شماست: سردترین دمای ثبت شده روی زمین در گنبد فوجی در قطب جنوب (Dome Fuji, Antarctica)، در سال 2010 بوده است. چندین سازمان تحقیقاتی خوانش سرد منفی 199.8 درجه فارنهایت (حدود منفی 144 درجه سانتیگراد) را تأیید کردند – سرد است، بله، اما حتی نزدیک به صفر مطلق نیست!
سردترین مکان در منظومه شمسی
نقاط بسیار سردی روی ماه زمین وجود دارد که میارزد نگاهی هم به آنها بندازیم.
در سال 2009، مدارگرد شناسایی ماه ناسا، دهانههایی را در نزدیکی قطب جنوبی ماه یافت که همیشه در سایه هستند. دمای این دهانهها، 33 کلوین (منهای 400 درجه فارنهایت یا منفی 240 سانتیگراد) اندازهگیری شد- حتی سردتر از هر دمایی در سیاره نپتون دوردست!
در میان سیارات، سردترین مکانی که تاکنون ثبت شده است در واقع اورانوس است: در این غول یخی بادخیز، دمای پایین 49 درجه کلوین (منهای 371 درجه فارنهایت) ثبت شده است.
سردترین مکان در جهان
ما مطمئناً نقاط سردی را در مقیاس کیهانی در نزدیکی خانه {زمین} پیدا کردهایم، اما با بازگشت به سؤال اصلی، مکانهای بسیار سردتری نیز در جهان وجود دارد.
در سال 2013، محققان تأیید کردند که سحابی بومرنگ که در فاصله 5000 سال نوری از زمین در صورت فلکی قنطورس قرار دارد (constellation Centaurus)، سردترین مکانی است که تاکنون در جهان طبیعی اندازهگیری شده است. به گفته ناسا، محققان دما را در سحابی بومرنگ “در حد یک درجه کلوین [منهای 457.9 درجه فارنهایت] از نظر کیهانشناختی اندازهگیری کردهاند.”
بخشی از کیهان که سحابی بومرنگ را میسازد سردتر از دمای متوسط همه چیزهایی است که ما قادر به دیدن و اندازهگیری آن بودهایم.
سحابی بومرنگ در سال 1980 توسط ستارهشناسان کیت تیلور و مایک اسکاروت (Keith Taylor and Mike Scarrott) پس از رصد آن با یک تلسکوپ بزرگ و زمینی از استرالیا کشف و نامگذاری شد. به گفته ناسا، در حالی که آنها نمیتوانستند جزئیاتی را که تنها تلسکوپ فضایی هابل میتواند آشکار کند، ببینند، این اخترشناسان یک “عدم تقارن جزئی در لوبهای سحابی مشاهده کردند که شکلی منحنی, مانند یک بومرنگ را نشان میدهد.”
چرا سحابی بومرنگ اینقدر سرد است؟
آنچه باعث میشود سحابی بومرنگ به چنین دماهای پایینی برسد، به هر چیزی که در هستهی آن اتفاق میافتد ربط دارد، اگرچه ستارهشناسان دقیقاً مطمئن نیستند که آن چیست. در ابتدا تصور میشد که سحابی بومرنگ خانه یک ستاره غول قرمز در حال مرگ (dying red giant star) است که به سرعت از خودش گاز دفع میکند.
امروزه، محققان بر این باورند که ممکن است یک ستاره همراه کوچک در این اثر نقش داشته باشد، به همین دلیل است که سحابی بومرنگ سردتر از سایرین است.
جالب است بدانید: ستاره شناسان بدون دماسنج، دمای اجرام کیهانی دوردست را میگیرند، اما چگونه؟ با استفاده از برخی از قدرتمندترین تلسکوپهای جهان، ستارهشناسان میتوانند سرعت گازهای خارج شده از مرکز اجرامی مانند سحابی بومرنگ را اندازهگیری کنند. با استفاده از مدلها، این امکان به آنها داده میشود تا دمای نقاط دوردست کیهان را پیشبینی کنند.
سوالات متداول درباره سردترین مکان در کیهان
سردترین مکان کیهان کجاست؟
سردترین مکان در جهان، سحابی بومرنگ (1 درجه کلوین) است. این تنها شیئی است که دانشمندان با دمای سردتر از پسزمینه مایکروویو کیهانی، یعنی تابش پسزمینه کیهان که در اثر انفجار بزرگ یا بیگ بنگ (۳ درجه کلوین) ایجاد گردید، کشف کردهاند.
منبع: howstuffworks.com
