یک واقعیت عجیب فضایی؛ چرا ستاره ها به هم برخورد نمی نمایند؟ - وبلاگ دیدنی ها

به گزارش وبلاگ دیدنی ها، برخورد های فضایی یکی از موضوع های محبوب ژانر علمی تخیلی است. در چند دهه گذشته، این برخورد ها را در کتاب ها، فیلم ها، برنامه های تلویزیونی و بازی های ویدئویی دیدیم و شنیدیم. برای مثال، تعقیب وگریز فضاپیما ها در فضا هایی پر از سیارک در فیلم امپراتوری ضربه می زند یکی از این نمونه ها است. قهرمان های فیلم باید حین فرار از مبارزان دشمن، راه خود را در میان سنگ های بزرگ فضایی پیدا نمایند که به یکدیگر برخورد می نمایند.

ستاره ها برخلاف کهکشان ها تقریباً هرگز با یکدیگر برخورد نمی نمایند. علت این مسئله به دو مقیاس میزان گیری وابسته است که به آن ها اشاره می کنیم.

چقدر این احتمال وجود دارد که اجرام فضایی با یکدیگر برخورد نمایند؟ همه چیز به دو عدد وابسته است: میزان و فاصله. با استفاده از این دو عدد ساده، می توان نشان داد چرا ستاره ها برخلاف کهکشان ها هرگز با یکدیگر برخورد نمی نمایند.

برخورد های فضایی یکی از موضوع های محبوب ژانر علمی تخیلی است. در چند دهه گذشته، این برخورد ها را در کتاب ها، فیلم ها، برنامه های تلویزیونی و بازی های ویدئویی دیدیم و شنیدیم. برای مثال، تعقیب وگریز فضاپیما ها در فضا هایی پر از سیارک در فیلم امپراتوری ضربه می زند یکی از این نمونه ها است. قهرمان های فیلم باید حین فرار از مبارزان دشمن، راه خود را در میان سنگ های بزرگ فضایی پیدا نمایند که به یکدیگر برخورد می نمایند.

بااین حال، در واقعیت چقدر این احتمال وجود دارد که اجرام در تاریکی اعماق فضا با یکدیگر برخورد نمایند؟ برای پاسخ به این پرسش باید روی دو نوع آشنای اجرام تمرکز کنیم: ستاره ها و کهکشان ها.

در درجه اول، باید یک حقیقت نجومی را تأیید کنیم: ستاره ها تقریباً هرگز با یکدیگر برخورد نمی نمایند؛ اما کهکشان ها اغلب باهم برخورد می نمایند و این برخورد رمز تکامل آن ها است؛ اما تفاوت بین سرنوشت ستاره ها و کهکشان ها چیست؟ پاسخ جالب نجومی در کار است؛ اما در ابتدا اجازه دهید روی نوع قدرتمندی از استدلال فیزیکی ساده تمرکز کنیم.

یکی از اولین نکات در این آنالیز، ارائه راهکار تقریبی برای مسئله پیش از انجام محاسبات پیچیده است. در این روش، باید به بعضی ویژگی های ابتدایی موضوع های آنالیز و ویژگی های آن ها فکر کنید. درباره پرسش برخورد اجرام در فضا باید دو ویژگی مهم را در نظر گرفت:

1. اجرام چقدر بزرگ هستند؟

2. چه میزان فضا بین آن ها وجود دارد؟

احتیاجی به درنظرگرفتن عواملی مثل دما، چگالی، میدان های مغناطیسی یا حتی طول موج نور منتشرشده نداریم. هیچ کدام از این ها برای نگاه اولیه به مسئله اهمیت ندارند. تنها چیزی که احتیاج داریم، میزان و فاصله است.

کار را با ستاره ها شروع می کنیم. قطر خورشید تقریباً یک میلیارد متر است. حالا که می دانیم ستاره ها چقدر بزرگ هستند، فاصله میانگین بین آن ها چقدر می تواند باشد؟ پروکسیما قنطورس نزدیک ترین ستاره به خورشید است که در فاصله چهار سال نوری از ما واقع شده است. این مسافت به معنی بیش از ده میلیون میلیارد متر یا 10 به توان 16 متر است. چنین فاصله ای بسیار بیشتر از میزان خورشید است.

اگر شعاع خورشید را بر فاصله بین آن و پروکسیما قنطورس تقسیم کنید، به عدد 0/0000001 می رسید و این عدد خود علتی برای برخوردنکردن ستاره ها با یکدیگر است. ستاره ها از فاصله بینشان بسیار کوچک تر هستند. درواقع، آن ها اصلا یکدیگر را پیدا نمی نمایند که بخواهند باهم برخورد نمایند.

بااین حال، کهکشان ها داستان دیگری را روایت می نمایند. کهکشان ها مجموعه میزان وسیع تری از ستاره ها دارند؛ اما بگذارید کهکشان راه شیری را به عنوان راهنما در نظر بگیریم. قطر راه شیری تقریباً 100 هزار سال نوری (10 به توان 5 سال نوری) است؛ اما با نزدیک ترین کهکشان خود چقدر فاصله دارد؟ آندرومدا نزدیک ترین کهکشان به راه شیری با فاصله تقریبی 2/5 میلیون سال نوری یا 10 به توان 6 سال نوری است.

حالا همان محاسبات مربوط به ستاره ها را انجام دهید و میزان جرم را بر فاصله بین آن و جرم همسایه اش تقسیم کنید. برای ستاره ها رقم 0/0000001 به دست آمد که رقمی بسیار کوچک است. وقتی این محاسبات را برای کهکشان ها انجام دهیم، به رقم 0/1 می رسیم.

برخلاف ستاره ها، نسبت میزان و فاصله کهکشان ها آن قدر هم کوچک نیست. درواقع، می توان گفت دو کهکشان راحت تر می توانند یکدیگر را پیدا و باهم برخورد نمایند. این اتفاق دقیقاً برای کهکشان های راه شیری و اندرومدا در 5 میلیارد سال آینده رخ خواهد داد. اغلب کهکشان ها با یکدیگر برخورد می نمایند و پیامد چنین برخورد هایی می تواند چشمگیر باشد؛ به طوری که نه تن ها به تغییر شکل کهکشان بینجامد؛ بلکه بر قابلیت های آن برای شکل گیری ستاره های تازه هم تأثیر می گذارد.

دیگر ارزیابی های کهکشانی

لازم به ذکر است حفره مهمی در این داستان وجود دارد. ستاره هایی که در نزدیکی یکدیگر به شکل منظومه های دوتایی یا سه تایی متولد می شوند، ممکن است به مرورزمان با یکدیگر ادغام شوند. بعلاوه در متراکم ترین بخش های کهکشان، ستاره ها به مرور به یکدیگر نزدیک می شوند و ممکن است برخورد های ستاره ای رخ دهند.

باید بگوییم نگاه شما به مسئله مهم است. در قدم بعدی، باید سرعت های اولیه را در نظر گرفت؛ زیرا نشان می دهد اجرام با چه سرعتی در فاصله ها حرکت می نمایند. بعلاوه، باید میدان های نیرو مثل گرانش را در برهم کنش اجرام در نظر گرفت. در برخورد های کهکشانی، ستاره ای منفرد اثر گرانشی کل اجرام ازجمله ستاره های درون کهکشان را حس می نماید.

بااین حال، اگر بخواهیم کلی نگاه کنیم، به طورمیانگین ستاره ها هرگز با یکدیگر برخورد نمی نمایند؛ اما برخورد کهکشان ها متداول است و همان طورکه گفتیم، برای دانستن پاسخ به دو عدد احتیاج داریم: میزان و فاصله.

منبع: زومیت