Вы ошибаетесь, думая, что есть всего 4 агрегатных состояния вещества. На самом деле их около 15-ти
Космос подносит нам много причин изучать его. В самых неуютных уголках Вселенной чего только не найдёшь. На уроках физики в школе проходят лишь 3 агрегатных состояния вещества: твёрдое, жидкое и газообразное; некоторые умники с первых парт могут поправить учителя, сказав, что есть ещё и плазма.
Вышеперечисленные состояния являются лишь основными. На самом деле их гораздо больше и сейчас я поведую тебе об агрегатных состояниях, которые не встретишь на Земле в повседневной жизни.
Нейтронное вещество
Подойти на близкое расстояние к нейтронной звезде рискнёт не каждый. Хоть она и мала, всего 10-20 километров в диаметре, обладает убийственной радиацией. Относительно ничтожные размеры говорят нам о громадной плотности этой звезды. В её сердцевине плотность вещества достигает 2,8*10^17 кг/м³.
Внутри нейтронной звезды вещество так сжато, и влияние гравитации настолько велико, что электроны способны преодолеть взаимоотталкивание. Это позволяет им объединяться с протонами.
Когда отрицательно заряженный электрон и положительно заряженный протон встречаются, остаётся нейтрально заряженный нейтрон. Таким образом вещество внутри нейтронной звезды состоит из нейтронов. Создать условия сверхвысокого давления для перехода вещества в это агрегатное состояние на Земле ещё не удавалось, так что дерзайте.
Тёмная материя
Пронаблюдав за Вселенной хомосапиенсы задались вопросом: «Чёрт возьми, почему галактики образуют паутинообразные структуры, между которыми лежат огромные пустоты, именуемые войдами?».
— Это всё гравитация, сынок.
— Гравитация чего? Гравитация самих галактик не так сильна, чтобы они могли объединяться в скопления.
— Именно поэтому была выдвинута теория о тёмной материи. Вещество в этом агрегатном состоянии никак не взаимодействует с электромагнитным излучением и даже не является его источником. Поэтому тёмную материю невозможно увидеть, а вместо прилагательного «тёмная» к ней больше подходит «невидимая».
Она составляет 27% Вселенной, в то время как видимая материя — всего лишь 5. Тёмная материя в больших количествах присутствует на окраинах галактик. Благодаря ней масса галактики равномерно распределяется по диску, а не остаётся сосредоточена в центре. Поэтому скорость вращения звезды вокруг ядра галактики не зависит от расстояния звезды до него. Такое исследование на примере Андромеды провела в 1970-м году американский астроном Вера Рубин.
Сверхтекучесть
В сверхтекучее состояние вещество переходит, когда достигает близкой к абсолютному нулю(-273,15 градусов Цельсия) температуре. Суть в том, что вещество в состоянии сверхтекучести способно течь абсолютно без трения, оно без сомнений пролезет даже в самые узкие щели. Если поместить сверхтекучее вещество в стакан, оно поползёт по стенкам, а затем спустится по стенкам снаружи.
Сверхтекучесть известна у жидкого и твёрдого гелия, а также у Бозе-конденсатах.
Как мы знаем, чем выше температура вещества, тем быстрее движутся частицы. При температурах, близких к абсолютному нулю движение частиц становится таким медленным, что при соударении друг с другом они не перенимают энергию от соседей. Таким образом, препятствий для движения частиц нет, нет и трения.
Кроме того есть.
. конденсат Бозе-Эйнштейна, фермионный конденсат, вырожденный газ, глазма, кварк-глюонная плазма, сверхкритический флюид, фотонное вещество.
Кто знает, сколько ещё во Вселенной найдётся агрегатных состояний? Зато теперь ты знаешь, что их точно больше четырёх.
С вами была Книга космоса.
Если вам понравилась статья, можете отблагодарить меня пальцем вверх и подписаться на канал.
Источник
Самое распространенное вещество во Вселенной
Не будем тут лезть в дебри непознанного, не станем считать Темную Материю и Темную Энергию, поговорим лишь об обычном веществе, о привычных химических элементах, размещенных в (на сегодняшний момент) 118 клеточках таблицы Менделеева.
Атомарный водород H1 это то, из чего состоят все звезды в галактиках, это основная масса нашей привычной материи, которые ученые называют барионной. Барионная материя состоит из обычных протонов, нейтронов и электронов и является синонимом слова вещество.
Но одноатомарный водород не совсем химическое вещество в нашем родимом, земном понимании. Это химический элемент. А под веществом мы обычно имеем ввиду какое-то химическое соединение, т.е. соединение химических элементов. Понятно, что самое простое химическое вещество это соединение водорода с водородом же, т.е. обычный газообразный водород H2, который мы знаем, любим и которым наполняем дирижабли-цеппелины, от чего они потом красиво взрываются.
Двухтомный водород H2 заполняет большинство газовых облаков и туманностей космоса. Когда под действием собственной гравитации они собираются в звезды, поднявшаяся температура разрывает химическую связь, превращая его в атомарный водород H1, а все увеличивающаяся температура отрывает электрон e — от атома водорода, превращая в ион водорода или просто протон p + . В звездах все вещество находится в виде таких ионов, образующих четвертое состояние материи — плазму.
Опять таки, химическое вещество водород не очень интересная штука, оно слишком простое, давайте поищем что-то более сложное. Соединения, составленные из разных химических элементов.
Следующим по распространенности во Вселенной идет химический элемент гелий He, его во Вселенной 24% от общей массы. По идее, самым распространенным сложным химическим веществом должно быть соединение водорода и гелия, только вот беда, гелий — инертный газ. В обычных и даже не очень обычных условиях гелий не соединятся с другими веществами и сам с собой. Путем хитрых ухищрений его можно заставить вступать в химические реакции, но такие соединения редки и обычно долго не живут.
Значит нужно искать соединения водорода со следующими по распространенности химическими элементами.
На их долю остается лишь 2% массы Вселенной, когда 98% составляют упомянутые водород и гелий.
Третьим по распространению идет не литий Li, как могло бы показаться, глядя на таблицу Менделеева. Следующий по количеству элемент во Вселенной это кислород O, который мы все знаем, любим и дышим в виде двухатомного газа без цвета и запаха O2. Количество кислорода в космосе далеко обгоняет все остальные элементы из тех 2%, что остались за вычетом водорода и гелия, фактически половина остатка, т.е. примерно 1%.
А значит, самым распространенным веществом во Вселенной оказывается (мы вывели данный постулат логически, но это так же подтверждается экспериментальными наблюдениями) самая обыкновенная вода H2O.
Воды (в основном в замороженном состоянии в виде льда) во Вселенной больше чем чего бы то ни было. За вычетом водорода и гелия, конечно.
Из воды состоит все, буквально все. Наша Солнечная Система тоже состоит из воды. Ну, в смысле Солнце, конечно, состоит в основном из водорода и гелия, из них же собраны газовые планеты гиганты вроде Юпитера и Сатурна. Но вся остальное вещество Солнечной Системы сосредоточено не в каменнеподобных планетах с металлическим ядром типа Земли или Марса и не в каменном поясе астероидов. Основная масса Солнечной Системы в ледяных обломках, оставшихся от ее образования, изо льда состоят кометы, большинство астероидов второго пояса (пояса Койпера) и облако Оорта, находящееся еще дальше.
К примеру известная бывшая планета Плутон (ныне карликовая планета Плутон) на 4/5 частей состоит изо льда.
Понятно, что если вода находится далеко от Солнца или любой звезды, она замерзает и превращается в лед. А если слишком близко, испаряется, становится водяным паром, который уносится солнечным ветром (потоком заряженных частиц испускаемых Солнцем) в удаленные регионы звездной системы, где он замерзает и опять-таки превращается в лед.
Но вокруг любой звезды (повторяю, вокруг любой звезды!) есть зона, где эта вода (которая, опять повторюсь, является самым распространенным веществом во Вселенной) находится в жидкой фазе воды собственно.
Жидкой воды во Вселенной до черта. Вокруг любой из 100 миллиардов звезд нашей галактики Млечный Путь есть зоны, называемые Зоной Обитаемости, в которых существует жидкая вода, если там находятся планеты, а они должны там находиться, пусть не у каждой звезды, то у каждой третьей, или даже у каждой десятой.
Скажу больше. Лед может таять не только от света звезды. В нашей Солнечной Системе существует масса лун-спутников, вращающихся вокруг газовых гигантов, где слишком холодно от недостатка солнечного света, но на которые зато действуют мощные приливные силы соответствующих планет. Доказано, что жидкая вода существует на спутнике Сатурна Энцеладе, предполагается, что она есть на спутниках Юпитера Европе и Ганимеде, и наверняка много где еще.
Даже на Марсе ученые предполагают, может существовать жидкая вода в подземных озерах и кавернах.
Вы думаете, я сейчас начну говорить о том, что раз вода является самым распространенным веществом во Вселенной, значит здравствуй иные формы жизни, привет инопланетяне? Нет, как раз наоборот. Мне смешно, когда я слышу заявления некоторых чересчур увлеченных астрофизиков — «ищите воду, найдете жизнь». Или — «на Энцеладе/Европе/Ганимеде есть вода, а значит, наверняка там должна быть и жизнь». Или — в системе Глизе 581 обнаружена экзопланета, находящаяся в обитаемой зоне. Там есть вода, срочно снаряжаем экспедицию в поисках жизни!»
Воды во Вселенной масса. А вот с жизнью по современным научным данным пока как-то не очень.
Источник
Самый распространённый элемент во вселенной
Безусловно, что в нашем понимании вселенная это нечто единое целое. Но имеющее свою структуру и состав. Сюда относятся все небесные тела и объекты, материя, энергия, газ, пыль и многое другое. Все это образовалось и существует, независимо от того, видим ли мы это или ощущаем.
Учёные давно рассматривают такие вопросы: Что же образовало такую вселенную? И какие элементы её наполняют?
Сегодня мы поговорим о том, какой элемент самый распространённый во вселенной.
Водород
Оказывается этот химический элемент самый лёгкий в мире. Кроме тго, его одноатомная форма составляет примерно 87% всего состава вселенной. Помимо того, он содержится в большинстве молекулярных соединений. Даже в воде, или, к примеру, он является частью органических веществ. Вдобавок водород выступает особенно важной составляющей частью кислотно-основных реакций.
Кроме того, элемент растворим в большинстве металлах. Что интересно, водород не обладает запахом, цветом и вкусом.
В процессе изучения, учёные называли водород горючим газом.
Как только не определяли его. В своё время он носил имя рождающий воду, а затем водотворное вещество.
Лишь в 1824 году ему присвоили название водород.
Во вселенной водород входит в состав 88,6% всех атомов. Остальное в большем количестве составляет гелий. И лишь малая часть это прочие элементы.
Следственно, звёзды и другие газы имеют в своём составе в основном водород.
Кстати, опять же он имеется и в звёздных температурах. Однако в виде плазмы. А в космическом пространстве он представлен в виде молекул, атомов и ионов. Интересно, что водород способен формировать молекулярные облака.
Характеристика водорода
Водород уникальный элемент, так как не имеет нейтрон. Он содержит лишь один протон и электрон.
Как указывалось, это самый лёгкий газ. Важно, что чем меньше масса молекул, тем выше их скорость. На это не влияет даже температура.
Теплопроводность водорода одна из высоких среди всех газов.
Помимо всего прочего, он хорошо растворим в металлах, что влияет на его способность диффундировать через них. Иногда процесс приводит к разрушению. К примеру, взаимодействие водорода и углерода. В этом случае происходит декарбонизация.
Появление водорода
Возник во вселенной после Большого взрыва. Как и все химические элементы. По теории, в первые микросекунды после взрыва температура вселенной была выше 100 млрд градусов. Что образовало связь трёх кварков. В свою очередь, эта взаимодействие создало протон. Таким образом, возникло ядро атома водорода. В процессе расширения температура упала, и кварки образовали протоны и нейтроны. Так, на самом деле, возник водород.
Гелий
В промежутке от 1 до 100 секунд после образования вселенной часть протонов и нейтронов соединилась. Тем самым образовав другой элемент-гелий.
В дальнейшем расширение пространства и как следствие снижение температуры приостановило соединительные реакции. Что важно, они вновь запустились внутри звёзд. Так образовались атомы других химических элементов.
В результате получается, что водород и гелий являются основными двигателями образования остальных элементов.
Гелий вообще является вторым по распространённости элементом во вселенной. Его доля составляет 11,3% всего космического пространства.
Свойства гелия
Он, так же как и водород, не имеет запаха, цвета и вкуса. Вдобавок, это второй по лёгкости газ. Но его температура кипения самая низкая из всех известных.
Гелий — это инертный, нетоксичный и одноатомный газ. Теплопроводность его высокая. По этой характеристике он вновь стоит на втором месте после водорода.
Добыча гелия осуществляется методом разделения при низкой температуре.
Интересно, что раньше гелий считали металлом. Но в процессе изучения определили, что это газ. При том, основной в составе вселенной.
Все элементы на Земле, за исключением водорода и гелия, породила миллиарды лет назад алхимия звезд, часть которых является ныне неприметными белыми карликами где-то на другой стороне Млечного Пути. Азот наших ДНК, кальций наших зубов, железо нашей крови, углерод наших яблочных пирогов созданы в недрах сжимающихся звезд.
Применение элементов
Человечество научилось добывать и применять с пользой для себя химические элементы. Так водород и гелий применяют во многих сферах деятельности. Например в:
- пищевой промышленности;
- металлургии;
- химической промышленности;
- нефтепереработке;
- производстве электроники;
- косметической промышленности;
- геологии;
- даже в военной сфере и др.
Как видно, эти элементы играют важную роль в жизни вселенной. Очевидно, само наше существование напрямую зависит от них. Мы знаем, что ежеминутно происходит рост и движение вселенной . И несмотря на то, что они по отдельности небольшие, все вокруг основано из этих элементов.
Поистине, водород и гелий, также как другие химические элементы, уникальны и удивительны. Пожалуй с этим невозможно поспорить.
Источник