Warum ist Wasserstoff im Weltraum nicht fest?

Warum verfestigt sich Wasserstoff nicht im Weltraum?

Weil der Weltraum nicht kalt und dicht genug ist, damit sich Wasserstoff verfestigen kann. Es ist wahr, dass ein makroskopisches Thermometer im Weltraum eine Temperatur von etwa 2,7 Kelvin anzeigen würde, aber das liegt daran, dass das Thermometer nicht die Temperatur des sehr spärlichen Mediums registrieren würde.

Ein Großteil des Weltraums ist auf molekularer Ebene ziemlich heiß. Die Temperatur des Gases im Raum zwischen Galaxien ist sehr heiß, im Bereich von Millionen bis Hundert Millionen Kelvin. Über 99 % des Gases in einer Galaxie ist warm bis sehr heiß, mit Temperaturen zwischen Hunderten von Kelvin und mehreren zehn Millionen Kelvin.

Einige interstellare Gaswolken sind mit Temperaturen im zweistelligen Kelvinbereich ziemlich kalt. Aber selbst in diesen kalten interstellaren Gaswolken ist es immer noch zu heiß, als dass sich Wasserstoff verfestigen könnte. Der Tripelpunkt von Wasserstoff liegt bei etwa 14 Kelvin bei einem Druck von etwa 0,07 Atmosphären. Der Druck in diesen interstellaren Gaswolken ist viel, viel geringer als der Druck am Tripelpunkt. Während die Temperaturen dieser kalten, dichten interstellaren Gaswolken ungefähr der Tripelpunkttemperatur von Wasserstoff entsprechen, sind die Drücke von 10 ^-18 Atmosphären oder weniger viel, viel kleiner als der Tripelpunktdruck von Wasserstoff. Die Sublimationstemperatur von Wasserstoff bei diesen Drücken beträgt weniger als ein Kelvin.

Nun, lassen Sie uns das für eine Minute betrachten. Unterhalb von 33 Kelvin oder etwa -252,87 Grad Celsius wird Wasserstoff flüssig. Aber wir suchen nicht nach flüssigem Wasserstoff, wir suchen nach festem Wasserstoff. Wasserstoff wird bei 14,01 Kelvin oder etwa -259,14 Grad Celsius fest.

Die Temperatur des Weltraums schwankt dagegen ziemlich stark. Am kältesten wird es beispielsweise (kosmische Hintergrundstrahlung) bei 2,7 Kelvin oder etwa -270,45 Grad Celsius. Der Sonnenwind und das Gas zwischen den Sternen können jedoch Zehntausende von Grad Celsius heiß sein. Offensichtlich variiert die Temperatur ziemlich stark.

Nehmen wir jedoch an, Sie stellen ein Thermometer im Abstand der Erde von der Sonne auf, wobei die Hälfte davon der Sonne zugewandt und die andere Hälfte von der Sonne abgewandt ist. Dieses Thermometer würde etwa 7,2 Grad Celsius messen, was offensichtlich viel wärmer ist, als es sein müsste, damit Wasserstoff fest wird.

Eine andere Sache, die hier zu berücksichtigen ist, ist, dass die kältesten Teile des Weltraums auch die leersten Teile des Weltraums sind (in den meisten Fällen jedenfalls). Wenn es kalt genug ist, damit Wasserstoff fest wird, ist es sehr wahrscheinlich, dass dort kein Wasserstoff vorhanden ist, der fest wird.

Hoffe das hilft!