Mléčná dráha je extrémně velké místo. Měřeno od konce ke konci, naše galaxie má odhadovaný průměr 100 000 až 180 000 světelných let (31 000 – 55 000 parseků). A je extrémně dobře obydlená, odhadem se v ní nachází 100 až 400 milionů hvězd. A podle nedávných odhadů se věří, že v Mléčné dráze je až 100 miliard planet. A naše galaxie je pouze jednou z bilionů ve vesmíru.
Takže kdybychom to měli rozebrat, kolik hmoty bychom tam zjistili? Odhadnout, kolik toho je celkově, by vyžadovalo seriózní matematiku a neuvěřitelná čísla. Ale co jediný světelný rok? Jako nejběžněji používaná jednotka pro měření vzdáleností mezi hvězdami a galaxiemi je určení toho, kolik věcí lze nalézt v rámci jednoho světelného roku (v průměru), dobrým způsobem, jak získat představu o tom, jak se věci tam venku nacházejí.
Světelný rok:
I když je název trochu matoucí, pravděpodobně už víte, že a světelný rok je vzdálenost, kterou světlo urazí za rok. Vzhledem k tomu, že rychlost světla byla naměřena na 299 792 458 m/s (1 080 milionů km/h; 671 milionů mph), je vzdálenost, kterou světlo urazí za jediný rok, poměrně obrovská. Celkově vzato, jeden světelný rok vychází na 9 460 730 472 580,8 kilometrů (5 878 625 373 183,6 mil).
Diagram znázorňující vzdálenost, kterou světlo urazí mezi Sluncem a Zemí. Kredit: Wikipedia Commons/Brews ohare
Abychom tedy určili, kolik věcí je ve světelném roce, musíme vzít tuto vzdálenost a přeměnit ji na krychli, přičemž každá strana měří jeden světelný rok na délku. Představte si ten obří objem prostoru (pro některé z nás je to trochu náročné, aby se dostali do hlavy) a představte si, kolik „věcí“ by tam bylo. A nejen „věci“ ve smyslu prachu, plynu, hvězd nebo planet. Jak moc tam nic není, jako v prázdném vakuu vesmíru?
Existuje odpověď, ale vše záleží na tom, kam svou obří kostku položíte. Změřte to v jádru galaxie a všude kolem bzučí hvězdy. Možná v srdci kulové hvězdokupy? V hvězdotvorné mlhovině? Nebo možná na předměstí Mléčné dráhy? Mezi galaxiemi jsou také velké mezery, kde není téměř nic.
Hustota Mléčné dráhy:
V tomhle se nedá obejít matematika. Nejprve zjistíme průměrnou hustotu pro Mléčnou dráhu a pak půjdeme odtud. Má asi 100 000 až 180 000 světelných let v průměru a 1000 světelných let tlustý. Podle mého kamaráda a slavného astronoma Phila Plaita (z Špatná astronomie ), celkový objem Mléčné dráhy je asi 8 bilionů kubických světelných let.
A celková hmotnost Mléčné dráhy je 6 x 1042kilogramů (to je 6 000 bilionů bilionů bilionů metrických tun nebo 6 610 bilionů bilionů bilionů bilionů amerických tun). Rozdělte je dohromady a dostanete 8 x 1029kilogramů (800 bilionů bilionů metrických tun nebo 881,85 bilionů bilionů amerických tun) za světelný rok. To je 8 následovaná 29 nulami. Zní to jako hodně, ale ve skutečnosti je to ekvivalent 0,4 hmotnosti Slunce – 40 % hmotnosti našeho Slunce.
Miliony zářících hvězd z nejjasnější části Mléčné dráhy – oblasti tak husté hvězdami, že na snímku není vidět téměř žádná tmavá obloha. Kredit: ESO
Jinými slovy, v průměru napříč Mléčnou dráhou je asi 40 % hmotnosti Slunce v každém krychlovém světelném roce. Ale v průměrném krychlovém metru je jen asi 950 attogramů, což je téměř jeden femtogram (kvadriliontina gramu hmoty), což je téměř nic. Porovnejte to se vzduchem, který má více než kilogram hmotnosti na metr krychlový.
Abychom byli spravedliví, v nejhustších oblastech Mléčné dráhy – jako uvnitř kulových hvězdokup – můžete získat hustoty hvězd, které jsou 100krát nebo dokonce 1000krát větší než naše oblast galaxie. Hvězdy se k sobě mohou dostat tak blízko, jako je poloměr Sluneční soustavy. Ale venku v obrovských mezihvězdných propastích mezi hvězdami hustota výrazně klesá. V mezihvězdném prostoru je jen několik stovek jednotlivých atomů na metr krychlový.
A v mezigalaktických prázdnotách; v propasti mezi galaxiemi je jen hrstka atomů na metr. Ať se nám to líbí nebo ne, velká část vesmíru je docela blízko prázdnému prostoru, mezi všemi hvězdami, galaxiemi, kupami a superkupami lze nalézt pouze stopová množství částic prachu nebo plynu.
Takže kolik věcí je tam za světelný rok? Vše záleží na tom, kam se podíváte, ale pokud rozprostřete veškerou hmotu kolem sebe tím, že budete vesmírem třást jako sněhová koule, odpověď je velmi blízko ničemu.
Napsali jsme mnoho zajímavých článků o Galaxie Mléčná dráha zde na Universe Today. Zde je 10 zajímavých faktů o Mléčné dráze , Jak velká je Mléčná dráha? , Kolik hvězd je v Mléčné dráze? , Kde se Země nachází v Mléčné dráze? , Jak daleko je světelný rok? , a Jak daleko urazí světlo za rok?
Pro více informací se podívejte Kolik čajových lžiček je v krychlovém světelném roce? na HowStuffWorks
Astronomy Cast má také dobrou epizodu na toto téma. Zde je Epizoda 99: Mléčná dráha
Prameny:
- NASA – Mléčná dráha a naše poloha
- NASA – Mapování Mléčné dráhy zevnitř ven
- Wikipedie – Galaxie Mléčná dráha
Podcast (audio): Stažení (Trvání: 3:25 – 3,1 MB)
Předplatit: Apple podcasty | RSS
Podcast (video): Stažení (60,7 MB)
Předplatit: Apple podcasty | RSS