Сколько будет существовать огромное облако воздуха в вакууме?

[dims]

Фантастический сюжет: человек приходит в себя в абсолютной темноте и в невесомости, вокруг абсолютно-чёрное небо. Через некоторое время глаза пивыкают и он понимает, что темнота не абсолютная: чёрное небо не совсем чёрное, а на нём виднеются очень бледные далёкие скопления галактик.

Оказывается, человек пришёл в себя посреди войда, в огромном пузыре воздуха, которым можно дышать.

Вопрос: можно ли создать такой пузырь, чтобы он существовал достаточно долго, чтобы человек в течение всей жизни ощущал внутри атмосферное давление, комнатную температуру и нормальную влажность? Можно ли создать облако, находящееся в равновесии? Что будет происходить с облаком, если равновесие создать нельзя?

[bob]

Ув. Dims, это задачка на адиабатическое расширение. При земных атмосферном давлении и температуре средняя скорость молекулы воздуха - что-то около 600-700 м/с (лень открывать википедию). Соответственно, облако воздуха, предоставленное самому себе, будет расширяться с этой скоростью. В году около 30 млн. секунд. В жизни 70 лет х 30 млн. с. =2,1х10^8 с. Человек может жить где-то до 0,3 атмосферного давления. Значит берём предельно допустимое расширение объёма в 3 раза (от нормального атмосферного давления до 0,3 от него). Из пропорции, где-то около 6х10^10 м. В общем, облако должно быть порядка местной группы звёзд шириной. Думаю, оно, скорее коллапсировало бы в мегазвезду, чем стало расширяться. Слишком массивная и плотная получилась штучка.

[Skipper_NORTON]

Думаю, оно, скорее коллапсировало бы в мегазвезду

 
Верно. Облако больших размеров коллапсирует в мегазвезду. Облако маленьких размеров будет расширяться.  Значит существует такое облако, которое не будет ни расширяться, ни коллапсировать. Вот и вопрос - каких размеров должно быть такое облако?

[Ssid]

Значит существует такое облако, которое не будет ни расширяться, ни коллапсировать.

Не коллапсирует в звезду, а сожмется в более мелкий объект.
Как планеты появились?

[bob]

Значит существует такое облако, которое не будет ни расширяться, ни коллапсировать. Вот и вопрос - каких размеров должно быть такое облако?

См. "Неустойчивость Релея-Джинса". Она показывает как раз подобные пределы, в зависимости от массы и концентрации. Но каждый такой предел неустойчив. Одно случайное движение, 50/50, сменяется либо коллапсом, либо полным рассеянием. Стабильны только ситуации вида "гравитационной ямы", откуда трудно выбраться. Ситуации вида "выпуклой шляпы", откуда во все стороны лежит миллион лёгких случайных путей, заканчиваются всегда стремительно, и неожиданно.