Hogy mitől folyadék valami, annak két meghatározó tényezője van. Az egyik a nyomás, a másik a hőmérséklet. Például a víz a világűrben azonnal felforrna. Nem azért, mert olyan meleg van ott, hanem azért, mert alacsony a nyomás. Egyes gázok pedig a nagy hidegben folyadékként viselkednek. A Földön éppen megfelelő a nyomás is és a hőmérséklet is, hogy a víz folyékony halmazállapotban legyen bolygónkon, s felszínének 2/3-adát borítsa.

A Naprendszerben csupán két égitest felszínén van folyadék. Az egyik a Föld, a másik a Szaturnusz legnagyobb (bolygónyi) holdja, a Titán. A Titán egy nagyon érdekes világ. Sűrű nitrogén légköre van, mely narancssárga égboltot eredményez, melyen metán és etán felhők találhatók. Ezekből eső hull alá, s a folyékony metán és etán folyókat alkot, melyek az északi és déli pólus környékén hatalmas tavakban gyűlnek össze. Víz is van a holdon, de a hőmérséklet mínusz 180 Celsius fok körüli, ezért az olyan keményre fagyott, mint a kő. Kőzetként viselkedik. A Titán folyói medret vájnak belé, sőt kanyonokat. A nagy hideg miatt cseppfolyós e két – egyébként a Földön gázként megtalálható – anyag is, a metán és etán.

Víz azonban van bőven a Naprendszerben, csak jobbára fagyott állapotban az üstökösökben és kisbolygókon, vagy a Mars jégsapkáiban. A Jupiter egyik nagy holdján, az Európán is van víz bőven. A felszínét akár 20 km vastag jégkéreg borítja, ám alatta vagy 100 km vastag sós óceán húzódik. Az Európán több víz van, mint a Föld összes óceánjaiban együttvéve. Ugyanígy a Szaturnusz egy másik holdján, az Enceladuson is a jégkéreg alatt sós óceán van.


Érdekes a helyzet a Neptunusszal és az Uránusszal. Ezek gázóriások, de víz is található bennük. Elképzelhető, hogy mélyen, úgy 1000 km-rel a légkör alatt, ahol már magas a hőmérséklet és a nyomás, egy vízóceán forr, melyben szerves anyagok találhatók oldott állapotban. A Jupiter már egészen más. Főként hidrogénből és héliumból áll. Nagy mélységben a nyomás folyadékká préseli a hidrogéngázt, még mélyebben pedig a hidrogén olvadt fémként viselkedő folyadékot alkot. Az a fémes hidrogén. Olyasmiként képzelhetjük el, mint a higanyt.

Elmondhatjuk, hogy az Univerzumban a folyadék halmazállapot ritkának számít. A halmazállapotok fő típusa a gáz. Ilyenek a hatalmas csillagközi hidrogéngáz felhők. A másik gyakori halmazállapot a szilárd. Csak ezután következnek a folyadékok. Ezen kívül még van egy negyedik halmazállapot is, a plazma. Ez amolyan átmenetei, se nem ilyen, se nem olyan létformája az anyagnak. Az exobolygók, azaz a más csillagok körül keringő bolygók java vagy túl közel kering a csillagához, ezért a víz gőzként van jelen, vagy túl távol, ezért jéggé fagyott. Ellenben vannak olyan érdekes exobolygók, ahol vaseső esik.


Egyes elméletek szerint a neutroncsillagok, melyek egykori szuperóriások összeomlásából keletkeznek, azaz elpusztult csillagok maradványai, egy vékony kéreg alatt folyékonyak. Bennük a neutronok szuperfolyékony állapotban vannak, azaz nincs súrlódás a folyadékrészecskék között. Úgy viselkedik, mint egy dinamó. A neutroncsillag kivételesen erős mágneses és elektromos mezővel rendelkezik. Egyébként ezek az égitestek mindössze 16 km átmérőjűek, de bennük egy egész csillag anyaga koncentrálódik. Elfajult anyag ez. A gravitáció a lehető legsűrűbbre préseli a neutronokat. Ha ennél sűrűbb lenne, akkor már fekete lyukká válna.


Egy még fantasztikusabb elmélet szerint az ősrobbanást követő töredékmásodpercekben a fiatal univerzum is folyadék volt. Úgynevezett kvark-gluon plazma, melyet eddig gázként képzeltek el, de az újabb teóriák szerint inkább szuperfolyékony folyadék lehetett. (A kvarkok a protonokat és neutronokat alkotó részecskék, míg a gluonok erőátvivő részecskék.) Azért is érdekes ez az elmélet, mert egy folyadékban a hullámok létrehozhatták azokat a struktúrákat, melyek azután a hirtelen felfúvódás következtében kialakíthatták a világegyetem nagy léptékű szerkezetét.
Mint láthattuk, a folyadékok igen fontos szerepet töltenek be az Univerzumban. Jelenlegi tudásunk szerint többek között alapfeltétele az életnek is, így hát becsüljük meg ezt a halmazállapotot.

-Garzó László-

2014. március 30.

Hozzászólások