Uzay Ne Kadar Boş? Uzayın Yoğunluğu Nedir?

Uzayda bir metreküp hacme kaç tane atom düşüyor?

En basit ve klasik cevap şu: Yerine göre değişiyor. Ancak biraz daha derine inebiliriz.

Galaksiler arası boşlukta metreküp başına sadece birkaç atom yer alır. Yani buna göre komşumuz Andromeda Galaksisi ile Samanyolu arası pek bir boş, pek bir tenha diyebiliriz. Fakat Güneş Sistemi ve dolayısıyla Dünya çevresindeki uzayda ise parçacık yoğunluğu oldukça fazladır. Güneş helyosferi (yani Güneş’in şu anda içinde bulunduğumuz dış atmosferi) on milyarlarca kilometre boyunca etkindir ve bu bölge içinde santimetreküp başına yüzlerce atom yer alır. Tabii bunların sayısı Güneş’ten uzaklaştıkça azalır. Ayrıca bu tekil atomlar ve moleküller haricinde, Güneş Sistemi içinde mikroskobik ölçülerde yoğun bir toz örtüsü vardır. Bu toz örtüsü de metreküp başına birkaç zerre içerir. Her mikroskobik toz zerresinin on binlerce atomdan oluştuğunu belirtmemize gerek yok.

Güneş ve diğer yıldızlar arasındaki uzay ise değişken özellik gösterir. Samanyolu’ndaki toz ve gaz yoğunluğu oldukça değişken olduğu için kimi bölgelerde santimetreküp başına binlerce atom, kimi bölgelerde ise birkaç atomluk madde yoğunluğu bulunur. İlla somut bir sayı vermemiz gerekirse, evrenin ortalama yoğunluğuna göre uzay boşluğunun 1 metreküpü içerisinde sadece 6 proton bulunduğunu söyleyebiliriz.

Kıyas yapma açısından; şu anda çevrenizi saran sıradan hava katmanının 1 metreküpü içerisinde kabaca 33.000.000.000.000.000.000.000.000 molekül bulunuyor. Üstelik bunlar molekül ve her biri birden fazla atomdan, her bir atom da birden fazla protondan oluşuyor! Aradaki farkı kabaca anlayabilirsiniz.

Evrenin ortalama yoğunluğuna yönelik bugüne birçok tahmin ve hesap bulunuyor; ancak hepsi aşağı yukarı aynı sonuçlara varıyor:

• 1979 yılında Nicholas Pananides ve Thomas Arny, santimetreküp başına bir atom olduğunu hesapladı.
• 1993 yılında Eric Chaisson ve Steve McMillan, bu aralığı epey genişleterek santimetreküp başına 0.1 ila 1000 arası atom düştüğünü ileri sürdü.
• 1995 yılında Simon Mitten ve Jacqueline Mitten, bu sayıyı aynı hacimde 0.06-0.12 atom arası olacak şekilde netleştirdi.
• Onlardan bir yıl sonra MacMillan Fizik Ansiklopedisi, sayıyı 0.1 atom olarak verdi, bir nevi ortalamasını kabul etti.
• 2000 yılındaysa Deniss L. Mammana, Interstellar Space isimli kitabında sayıyı santimetreküp başına bir atom olarak aktardı.

Tabii artık herkesin ezberlediği şu sözü söylemeden de geçmeyelim: “Hayır, uzay boş değildir, karanlık madde ve enerji ile doludur.” Büyük olasılıkla bu iddia doğru; ancak bizim burada bahsettiğimiz “bildiğimiz” maddedir.