我博士论文做的是和这相关的,可以来回答一下。
首先,多空的空间才能算作真空?
初中物理里托里拆利实验用玻璃管里的水银柱测量大气压,水银柱上端的玻璃里被托里拆利认为是真空,即“托里拆利真空”。其实水银柱上面的空间里是水银的饱和蒸汽,算不得完全的真空。
后来人们发明了真空泵,前面有人回答了,真空泵可以把一定空间内的气体抽调,但是并不是完全真空。大气压里的气体数密度大概在
,也就是每立方厘米里气体分子的密度在10^19量级。就算超级牛的真空泵,可以把气体抽到
,也就是比大气稀薄10,000,000,000倍,已经相当厉害了。
宇宙里天体之间的空间密度是多少呢?典型的星际空间的密度是每立方厘米里一个氢原子,
, 看起来地球上再厉害的真空泵也望尘莫及了吧,可以算是超级真空了吧。
不过天文学家并不把宇宙的环境叫做真空,而是认为星际空间中存在着超级稀薄的气体,而这些气体,正是孕育各种恒星的场所,是非常重要的。大体上,星际空间里的气体可以分为:
一个星系(比如银河系)内的天体之间的气体,被称为星际介质(interstellar medium)。
一个星系外围的气体,被称为环星系介质(circumgalactic medium)。
星系和星系之间,也有着超级超级稀薄的气体,但是是研究星系形成的重要成分,叫做星系际介质(intergalactic medium)。
回头来看星系介质。
天体之间存在着大量的分子云,分子云气体(最普遍的存在形式是氢分子),密度大概是
,就算宇宙中密度最最高的分子云,也是最强大的真空泵抽出来“真空”的万分到千分之一。