Fizikadakı tərifə görə "vakuum" anlayışı müəyyən fəzada hər hansı bir maddə və maddə elementinin olmamasını nəzərdə tutur, bu halda mütləq vakuumdan danışılır. Kosmosda müəyyən bir yerdə maddənin sıxlığı az olduqda qismən vakuum müşahidə olunur. Məqalədə bu məsələyə daha yaxından nəzər salaq.
Vakuum və təzyiq
“Mütləq vakuum” anlayışının tərifində biz maddənin sıxlığından danışırıq. Fizikadan məlumdur ki, qaz halında olan maddə nəzərə alınarsa, maddənin sıxlığı təzyiqlə düz mütənasibdir. Öz növbəsində, qismən vakuumdan danışarkən, müəyyən bir məkanda maddə hissəciklərinin sıxlığının normal atmosfer təzyiqində havadan daha az olduğunu nəzərdə tutur. Buna görə də vakuum məsələsi sözügedən sistemdəki təzyiq məsələsidir.
Fizikada mütləq təzyiq qüvvənin nisbətinə bərabər olan kəmiyyətdir.(nyutonla (N) ölçülür), hansısa səthə perpendikulyar olaraq bu səthin sahəsinə (kvadrat metrlə ölçülür), yəni P=F / S, burada P təzyiq, F qüvvədir, S səth sahəsidir. Təzyiq vahidi paskaldır (Pa), buna görə də 1 [Pa]=1 [N]/ 1 [m2].
Qismən vakuum
Təcrübi olaraq müəyyən edilmişdir ki, dəniz səviyyəsində Yer səthində 20 °C temperaturda atmosfer təzyiqi 101,325 Pa təşkil edir. Bu təzyiq 1-ci atmosfer (atm.) adlanır. Təxminən, təzyiqin 1 atm olduğunu söyləyə bilərik. 0,1 MPa-a bərabərdir. 1 paskalda neçə atmosferin olması sualına cavab verərək, müvafiq nisbəti təşkil edirik və 1 Pa=10-5 atm alırıq. Qismən vakuum nəzərdən keçirilən məkanda 1 atm-dən az olan istənilən təzyiqə uyğundur.
Göstərilən rəqəmləri təzyiq dilindən zərrəciklərin sayının dilinə çevirsək, o zaman demək lazımdır ki, 1 atm. 1 m3 havada təxminən 1025 molekul var. Molekulların adı çəkilən konsentrasiyasında hər hansı azalma qismən vakuumun yaranmasına səbəb olur.
Vakuum ölçmə
Kiçik vakuumun ölçülməsi üçün ən çox yayılmış cihaz adi barometrdir və yalnız qaz təzyiqi atmosfer təzyiqinin bir neçə on faizi olduqda istifadə edilə bilər.
Daha yüksək vakuum dəyərlərini ölçmək üçün Wheatstone körpüsü olan elektrik dövrəsindən istifadə olunur. İstifadə ideyası ölçməkdirqazdakı molekulların ətrafdakı konsentrasiyasından asılı olan həssas elementin müqaviməti. Bu konsentrasiya nə qədər çox olarsa, sensor elementə bir o qədər çox molekul dəyir və o, onlara nə qədər çox istilik ötürürsə, bu, elementin temperaturunun azalmasına gətirib çıxarır ki, bu da onun elektrik müqavimətinə təsir göstərir. Bu cihaz 0,001 atm təzyiqlə vakuumu ölçə bilər.
Tarixi məlumat
Maraqlıdır ki, "mütləq vakuum" anlayışı Aristotel kimi məşhur qədim yunan filosofları tərəfindən tamamilə rədd edilmişdir. Bundan əlavə, atmosfer təzyiqinin mövcudluğu 17-ci əsrin əvvəllərinə qədər məlum deyildi. Yalnız Yeni dövrün gəlişi ilə su və civə ilə doldurulmuş borularla təcrübələr aparılmağa başlandı ki, bu da yer atmosferinin bütün ətrafdakı cisimlərə təzyiq göstərdiyini göstərdi. Xüsusilə, 1648-ci ildə Blez Paskal dəniz səviyyəsindən 1000 metr yüksəklikdə civə barometrindən istifadə edərək təzyiqi ölçə bildi. Ölçülmüş dəyərin dəniz səviyyəsindən xeyli aşağı olduğu ortaya çıxdı, bununla da alim atmosfer təzyiqinin mövcudluğunu sübut etdi.
Atmosfer təzyiqinin gücünü açıq-aydın nümayiş etdirən və həmçinin vakuum anlayışını vurğulayan ilk təcrübə 1654-cü ildə Almaniyada indi Maqdeburq Sfera Təcrübəsi olaraq bilinir. 1654-cü ildə alman fiziki Otto von Guericke diametri cəmi 30 sm olan iki metal yarımkürəni sıx bağlaya bildi və sonra yaranan strukturdan hava çıxardı və bununla daqismən vakuum. Hekayədə əks istiqamətə çəkilən hər biri 8 atdan ibarət iki komandanın bu kürələri ayıra bilmədiyi deyilir.
Mütləq vakuum: mövcuddurmu?
Yəni kosmosda heç bir maddə olmayan yer varmı? Müasir texnologiyalar 10-10 Pa və hətta daha az vakuum yaratmağa imkan verir, lakin bu mütləq təzyiq o demək deyil ki, nəzərdən keçirilən sistemdə heç bir maddə hissəcikləri qalmayıb.
Gəlin indi Kainatın ən boş məkanına - kosmosu açmaq üçün müraciət edək. Kosmosun vakuumunda təzyiq nə qədərdir? Yer ətrafında kosmosda təzyiq 10-8 Pa təşkil edir, bu təzyiqdə 1 sm3 həcmində təxminən 2 milyon molekul var.. Qalaktikalararası fəzadan danışırıqsa, alimlərin fikrincə, hətta onun içində 1 sm3 həcmində ən azı 1 atom var. Üstəlik, Kainatımız, daşıyıcıları fotonlar olan elektromaqnit şüalanma ilə nüfuz edir. Elektromaqnit şüalanma məşhur Eynşteyn düsturuna (E=mc2) uyğun olaraq müvafiq kütləyə çevrilə bilən enerjidir, yəni enerji maddə ilə birlikdə maddənin vəziyyətidir.. Bu, Kainatda bizə məlum olan mütləq vakuumun olmadığı qənaətinə gətirib çıxarır.
