Caminando el espacio vacío (¿vacío?) – El camino libre medio.

Decimos que el espacio exterior, allí donde están los planetas y estrellas, está vacío. ¿Es cierto?.
Por un lado no podemos respirar, luego está vacío al menos de aire respirable. Por otro lado está lleno de objetos astronómicos. Las nebulosas, son bien visibles y bonitas de lejos, de cerca, si estuviéramos en ellas, su bajísima densidad sería casi un vacío para nosotros aunque sean de aire respirable. La densidad de una estrella gigante, a cierta distancia del núcleo, es tan baja que la podríamos atravesar sin problemas.
Evidentemente hay un tema dimensional.
Parta nosotros el espacio está vacío, pero no lo estará para alguien astronómicamente grande (AAG).
Nosotros cerramos el puño fuera de la Tierra y nada agarramos. Alguien de tamaño galáctico, al hacer lo mismo, apretaría estrellas y juraría que no está vacío.
Una microbio en un pelotero es como un astronauta entre las estrellas, ¿diría que está vacío?

gravity

Imagen publicada en butacaancha.com

Si el espacio que recorremos está vacío, podremos caminar eternamente sin hallar algo, digamos, sin hallar una cierta cantidad de materia, como ser 1 molécula, 1 kilo de materia, una estrella (una masa solar) o toda una galaxia.
Supongamos que en mi espacio hay una cierta densidad de materia (cantidad de materia por unidad de volumen). Si me pongo a caminar, en línea recta para simplificar el problema, iré moviéndome en un volumen, dado por mi sección (o área) proyectada sobre el plano perpendicular al desplazamiento a lo largo del camino (en este caso; recto). Digamos que si soy esférico de radio R, iré ocupando un volumen dado por π*(circulo dado por la proyección de la esfera sobre el plano perpendicular a la dirección de mi movimiento) a lo largo de la distancia D que recorro. O sea: π*R²*D (con π = 3,14159…) es el volumen en el que me desplacé.
La cantidad de materia contenida en ese volumen, es el producto entre ese volumen y la densidad de materia que hay en él; y debe ser igual a la cantidad de materia que debo acumular en mi camino para decir que se acabó el vacío.

Es decir que:

Mi_Sección * Distancia_recorrida * Densidad = Masa_acumulada

Luego: Distancia_recorrida = Masa_acumulada / (Mi_Sección * Densidad)

Veamos: Si la densidad es la densidad de estrellas en el espacio y soy AAG; mi sección será astronómicamente grande y no deberé caminar mucho para acumular una estrella en mi camino.
Pero si soy pequeño, mi sección también lo será y deberé caminar mucho más para acumular una estrella en mi camino.
Ustedes podrán decir que si camino hacia el Sol, deberé recorrer 150 000 000 de Km. hasta acumular una estrella, no importa mi tamaño. Es verdad, una distancia no depende del tamaño del bicho que la recorre; pero pensemos que esa distancia no es tan grande para AAG como lo es para mí. O sea, 1 metro nada es para nosotros pero es un largo camino para un microbio.

Bien, hemos explicado dimensionalmente el problema de si el espacio exterior está o no vacío.
No está vacío, nosotros somo muy pequeños.

A esta distancia se la llama “camino libre medio”

Referencias:

pdp.

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