"/>التوازن الهيدروستاتيكي - موقع علوم الانفجار الكبير

التوازن الهيدروستاتيكي – موقع علوم الانفجار الكبير

التوازن الهيدروستاتيكي – الموقع العلمي الانفجار الكبير


ما هو التوازن الهيدروستاتيكي؟

لاحظ ما يلي: النجم هو مجاز لأنه ليس في توازن هيدروستاتي. يتم تطبيق قوة الجاذبية على الكتلة الخارجية للنجم ، والتي لا يتم موازنتها تمامًا بالضغط الداخلي.
ماذا يعني التوازن الهيدروستاتيكي؟ إذا أردنا تعريفه بصرف النظر عن المواضيع والصيغ الرياضية ، يجب أن نقول ذلك
يجب موازنة وزن كل طبقة في النجم بالضغط في تلك الطبقة.
دعونا نعطي مثالا على ذلك.

تخيلوا قدر الضغط مع تشغيل وإيقاف صمام الأمان ، صفير.
يحدث هذا (صفارة قدر الضغط) عندما يجب أن يكون ضغط البخار داخل قدر الضغط مرتفعًا بما يكفي لرفع وزن صمام الأمان لرفعه وإيجاد مخرج من وسيط ضغط قدر الضغط. في وقت قصير ، مع خروج البخار وتناقصه داخل قدر الضغط بشكل متبادل ، ينخفض ​​الضغط داخل المقلاة مرة أخرى ويتم تشكيل وزن الصمام على ضغط البخار داخل قدر الضغط! سيظل صمام مخرج البخار مفتوحًا حتى يتمكن الضغط داخل قدر الضغط من تحمل وزن الصمام.
يعمل فراغنا بين جزيئات سطح كل نجم كمليارات من صمامات تخفيف الضغط داخل النجم. وزن صمام قدر الضغط في المثال أعلاه هو نفس وزن جاذبية النجم ، والتي ، بسبب كتلة النجم ، تميل إلى الاحتفاظ بالجزيئات معًا بشكل أكثر إحكامًا ، ويشبه ضغط البخار داخل قدر الضغط الضغط النشط للمحتويات المستثارة. ) يتم إنشاؤها عن طريق تفاعل التفاعلات الكيميائية داخل النجم.

سؤال:
بالنظر إلى أن نتيجة قوى الجاذبية على نجم أو كوكب هي في اتجاه مركز ذلك النجم أو الكوكب ؛ فلماذا لا يتغير شكل ذلك الجسم السماوي؟ وبعبارة أخرى ، لماذا لا تنهار مكونات هذا النجم أو الكوكب للداخل؟ تفتح الإجابة على هذا السؤال الطريق أمام تحقيق التوازن الهيدروستاتيكي.
نحن نعلم أنه إذا كان لدينا حاوية تحتوي على نوع معين من الغاز ، فإن الغازات الموجودة في الحاوية ستدفع للخارج دائمًا. يتم تطبيق هذا الضغط أيضًا على الغازات المكونة للنجوم. وبعبارة أخرى ، تحاول الغازات الهروب من احتكار النجم أو زيادة أبعاده بدفعه للخارج. ولكن على الجانب المقابل ، تسحب قوة قوية جاذبية الغازات باتجاه مركز النجم.
إذا لم تكن قوة ضغط الغاز عالية بما يكفي لتحمل قوة الجاذبية ، فسيصبح النجم تدريجياً أصغر وأصغر ، حتى تتساوى قوة القوة الخارجية وقوة الجاذبية. عند هذه النقطة ، يتوقف تغيير حجم النجم ونقول أن النجم قد وصل إلى “التوازن الهيدروستاتيكي”.
وينطبق الشيء نفسه على الكواكب. إذا تذكرنا ، قلنا أن الكواكب إذا كان لديها كتلة كبيرة ؛ ثم ، مثل النجوم ، يتخذون شكلًا كرويًا. والفرق الوحيد في هذا الوقت هو أنه إذا كانت الكواكب قليلة الكتلة ، فقد لا تصل أبدًا إلى التوازن الهيدروستاتيكي ثم تأخذ أشكالًا غريبة غير المجالات والكرات. (وبالطبع ، في هذه الحالة لم يعد يُدعى الجسم الكواكب. بحكم التعريف ، قد يكون كويكبًا أو كوكبًا قزمًا أو كوكبًا آخر.)
وتجدر الإشارة إلى أن هناك كواكب وأجرام سماوية لديها كتلة كافية لتكون كروية ولكنها ليست كروية ، لقد انتهينا من المقالة بشكل غير كامل. من الأمثلة على ذلك الكوكب القزم Haumea ، الذي ، على الرغم من أنه يحتوي على كتلة كافية لتحقيق التوازن الهيدروستاتيكي ، له شكل ممدود للغاية مثل القطع الناقص. أحد أسباب هذا الشكل الغريب لهومي هو سرعة الدوران العالية للغاية (تدور مرة واحدة كل أربع ساعات) ، والتي كانت ناتجة عن التصادم مع جسم سماوي قبل عدة مليارات من السنين ، بالإضافة إلى كثافته العالية للغاية.

اقرأ
عرض الوافد الجديد - موقع Big Bang العلمي

في النهاية ، سنلخص مرة أخرى ما قيل في سطور قليلة:
عندما يتم تخفيض مجموع الضغط الخارجي بسبب درجة الحرارة العالية جدًا للغاز إلى صفر بواسطة الضغط الداخلي بسبب الجاذبية ، يتم إنشاء حالة توازن وثبات ، والتي تسمى التوازن الهيدروستاتيكي.
في حالة النجوم ، عندما يتغلب ضغط الغاز على الجاذبية ، يتضخم النجم ويتحول إلى عملاق أحمر.
إذا تغلبت الجاذبية على ضغط الغاز ، يتشكل قزم أبيض.
إذا كانوا في حالة توازن ، ستولد نجمة تسلسل رئيسي مثل الشمس.

إسماعيل جوكر

مؤلف هذا المقال: إسماعيل جوكار ، طالب درجة البكالوريوس في الفيزياء ، مهتم بالفيزياء وعلم الفلك وعلم الكونيات ويعمل كاتبًا على موقع Big Bang.

إرسال تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *