Ne-am obișnuit să credem că majoritatea lucrurilor din jurul nostru sunt solide – de la pisici și chibrituri până la balcoane și catarame de curea. Dar v-ați întrebat vreodată care este cea mai răspândită stare a materiei în Univers? Răspunsul ar putea să vă surprindă – nu este starea solidă, lichidă sau gazoasă cu care suntem atât de familiari, ci plasma, o stare mai puțin cunoscută a materiei care domină compoziția cosmosului.
În acest articol vom explora de ce plasma este atât de abundentă în Univers și cum această realitate contrastează puternic cu experiența noastră cotidiană de pe Pământ. Vom descoperi cum se formează plasma și ce rol crucial joacă ea în structura stelelor și a spațiului interstelar.
Cele patru stări fundamentale ale materiei
Materia poate exista în mai multe stări neobișnuite în condiții extreme, dar în mod normal o întâlnim în patru forme principale, determinate de temperatură și presiune:
Starea solidă este cea mai familiară nouă – obiectele solide își mențin forma și volumul constant. Când atingem un pahar, simțim că este solid și rigid. Majoritatea obiectelor din viața noastră zilnică sunt în această stare.
Starea lichidă se caracterizează prin capacitatea de a curge și de a lua forma recipientului, păstrându-și însă volumul constant. Apa este exemplul perfect – când deschidem robinetul, ea curge și umple paharul, adaptându-se la forma acestuia.
Starea gazoasă permite materiei să se expandeze și să ocupe tot spațiul disponibil. Când fierbem apa, vedem aburul care se ridică – acesta este apa în stare gazoasă, moleculele ei având suficientă energie pentru a se desprinde unele de altele.
Dar cea mai fascinantă și mai puțin cunoscută este plasma – a patra stare a materiei. Pentru a o vedea, nu trebuie decât să privim Soarele în timpul unei zile senine (dar niciodată direct, pentru a nu ne afecta vederea). Acea sferă strălucitoare de pe cer este de fapt o masă uriașă de plasmă.
Cum se formează plasma?
Procesul de transformare a materiei în plasmă este fascinant. Când încălzim un corp solid, acesta se topește mai întâi devenind lichid. Continuând să îl încălzim, lichidul se transformă în gaz. Dar ce se întâmplă dacă continuăm să încălzim gazul la temperaturi extreme?
La temperaturi foarte înalte, electronii încep să se desprindă de nucleele atomilor, devenind liberi. Acest gaz ionizat, în care electronii sunt separați de nucleele atomice, este plasma. Este suficient ca doar 1% din masa gazului să fie ionizată pentru ca întreaga substanță să se comporte ca plasmă.
Temperatura în centrul Soarelui atinge aproximativ 15 milioane de grade Celsius, iar la suprafață aproximativ 6.000 de grade Celsius. La aceste temperaturi extreme, heliul și hidrogenul (care se evaporă la -268,6°C și respectiv -252,9°C în condiții normale) există doar în stare de plasmă.
Dominația plasmei în Univers
Pentru a înțelege cât de răspândită este plasma în cosmos, să privim mai întâi sistemul nostru solar. Soarele reprezintă 99,8% din masa totală a sistemului solar și este format în întregime din plasmă. Masa sa este egală cu cea a 332.946 de Pământuri sau 1.047 de planete Jupiter.
Această logică se aplică tuturor sistemelor planetare – masa oricărei planete va fi întotdeauna mai mică decât cea a stelei sale. Dacă o planetă ar atinge masa unei stele, ar începe fuziunea nucleară și s-ar transforma ea însăși într-o stea.
În restul Universului, situația este și mai clară:
- 98% din masa Universului este formată din atomi de hidrogen și heliu
- Condițiile din spațiul cosmic nu permit acestor elemente să existe în stare solidă sau lichidă
- În Universul observabil există aproximativ 10^24 de stele (o mie de trilioane)
- Masa medie a unei stele este de 10^30 kilograme
- Masa totală a stelelor din Univers este de aproximativ 10^54 kilograme de plasmă
Pe lângă stele, nebuloasele – nori giganți de hidrogen și heliu ionizat – se întind pe mii de ani lumină prin cosmos. Deși densitatea lor este scăzută, volumul lor uriaș face ca masa totală de plasmă conținută să fie enormă.
Pare aproape ironic că lumea solidă cu care suntem obișnuiți pe Pământ este de fapt o excepție în Univers, care este dominat covârșitor de plasma – materie în cea mai energetică și dinamică stare a sa.
Dacă v-a plăcut acest articol despre plasma din Univers, vă invit să-l împărtășiți și cu alții pasionați de astronomie și să continuăm să explorăm împreună misterele fascinante ale cosmosului!
Sursa imaginii: Getty Images
Etichete: plasma în univers, stările materiei, fizica stelelor, compoziția universului, astronomie, cosmologie
