太陽表面溫度5500度,地球都能曬熱,為何日地間的太空是冰冷的?

漫酱~ 2023/01/02 檢舉 我要評論

一說到太空,大家肯定會聯想到冰冷、孤寂。

讓人疑惑的是,明明太陽的溫度足足有著5500攝氏度,地球在太陽的輻射下,溫度節節攀升,夏天的時候甚至高達40多攝氏度。

太陽是個大火球

可為何日地之間的太空是冰冷的?

為何冰冷

人們生活當中,溫度是衡量物體冷熱程度的一個量。

化學上,溫度的高低和分子活動的劇烈程度有關,分子越活躍,物體的溫度也就越高。

0攝氏度是分子活動的一個臨界點,臨界點之下的分子轉為「惰性運動」。

三種形態物質中的分子

如果分子完全停止運動,也就是我們常說的絕對零度(零下273.15攝氏度)。

這個溫度只存在于理論當中,也是溫度的下限值。

其原因在于,在宇宙當中,所有的物體都在運動,沒有絕對靜止的存在。

因此,分子完全停止運動是不可能的,它們多多少少都會動一下,也就意味著有一定的熱量。

既然溫度有下限,那麼有沒有一個上限呢?

可能沒有,據天文學家猜測,宇宙大爆炸的奇點溫度沒有上限,這也就意味著我們生活的宇宙,不存在溫度上限。

宇宙奇點與宇宙大爆炸

也許有,只是人們沒有發現而已。

回到話題,我們對于溫度的定義,所有的前提都是建立在有分子的情況下。

而太陽和地球之間的太空無比空曠,幾乎沒有物體存在,無法很好地接收到太陽散射出的能量,自然就冷得不行。

太空溫度

但這并不是說太空就一無所有,除了某些太空垃圾之外,還有大量的宇宙塵埃存在。

如果太空當中真的一無所有,從理論上來講也沒有分子,溫度應該為絕對零度。

但實際上,有天文學家測量過,太空的溫度大約為零下270攝氏度。

而這多出來的2度,正是因為太空塵埃的存在。

這些塵埃一部分是宇宙大爆炸初期遺留下來的,另一部分是超新星爆炸產生的,由于未能受到星球的引力影響,在太空中漫無目的的飄蕩。

超新星爆炸

它們的顆粒很小,人們無法用肉眼直接觀察。

并且這些微弱的分子不活躍,吸收熱量的本領很差,即使長時間接受太陽的輻射,也不會產生多少熱量。

要知道,這些塵埃都是在宇宙大爆炸或者超新星爆炸中誕生,經歷過幾萬億甚至更高溫度的洗禮,太陽的溫度相形見絀。

宇宙塵埃

太空的溫度也是由此而來,天文學家猜測,在未來,太空的溫度還會進一步降低。

從當初宇宙大爆炸到今天,太空的溫度就一直在降,這是一種趨勢。

太空溫度會無限趨近于絕對零度,但不會達到絕對零度,就像是數學上的反比例函數,無限趨近于對稱軸,但永遠不會相交。

看到這里,不少小伙伴可能會有這樣一個疑問,恒星光熱影響的范圍有限,那麼在恒星影響不到的宇宙深處的太空,溫度又是怎樣的呢?會是絕對零度嗎?

可以肯定的是,這些地方的溫度比恒星光熱范圍內的太空溫度要低,但不是絕對零度。

我們都知道,熱量具有傳導性,緊密相連的分子之間,會相互傳遞熱量。

熱傳導示意圖

從恒星處傳來的熱量是這些地方保持溫度的原因之一,另外一點在于,宇宙大爆炸時期,殘留在塵埃當中的溫度永遠不會冷卻。

其原因,與奇點無限高的溫度有關,如果研究透徹,有利于幫助人類揭開宇宙大爆炸和溫度上限之謎。

曬熱的地球

太空的環境是如此惡劣,即使我們的鄰居月球,表面的溫度也不適合人類生存,可為何處在同一位置的地球卻成為了人類的天堂?

首先,這與地球處在太陽系的宜居帶有關。

宜居帶是指,在一個恒星系統當中,水能夠以液態形式存在的區域,也是發現生命存在可能性最高的地區。

如果太遠,行星上的液態水會轉化為固態,不適合生物獲取水源,如果太近,水全部蒸發,更不可能形成生命。

位于太陽系宜居帶的行星一共有三個:地球、木星、火星。

宜居帶中的三顆行星

而地球的位置又恰好在宜居帶的最宜居位置,我們能夠生活在這樣的星球上無比幸運。

不僅如此,地球上還有濃密的大氣層,幫助我們隔絕大部分的光熱,當陽光抵達地面的時候,我們會感覺到非常的舒適。

到了夜晚,由于沒有太陽的輻射,大氣又將白天的光熱反射到地面,起到保溫作用。

要是沒有大氣,地球正陽面的溫度可能高達200多攝氏度,而背陽面的溫度低至零下100多攝氏度。

但是大氣并不能永久存在,天文學家猜測,地球的大氣將在幾億年后逃逸到太空當中,屆時地球將變成另類火星。

地球大氣層

大家也不必太過焦慮,到時候人類究竟是否還在地球都是一個未知數。

讓人好奇的是,宇宙當中一切都是冰冷的,但為何只有恒星是熱的?

太陽的溫度

恒星光熱的主要來源,是它內部的核聚變產生的。

核聚變原理

在早期的時候,某些氫元素和重金屬元素匯聚到一起,形成了最初的恒星。

由于各種物質擠壓在一起,產生了一個高溫高壓的環境,促使核聚變反應的發生,于是就有了光和熱。

根據恒星光熱和質量的不同,種類也有差異。

太陽屬于黃矮星,是恒星當中的中下等存在,老年的時候會膨脹為紅巨星,其光球層能夠將火星的運行軌跡淹沒。

恒星的演變

太陽死亡之后,變成一顆白矮星,散發最后的光和熱,并且在200億年后,徹底失去熱量成為一顆黑矮星。

比太陽更恐怖的是中子星(恒星的一個種類),它的表面的溫度是太陽的一萬倍,核心溫度能夠達到60億攝氏度,總體質量遠超太陽,但體積卻不及太陽。

中子星的重力非常大,如果一個成年男子不慎從太空掉入中子星,產生的威力相當于2億噸核爆。

中子星與黑洞

中子星死亡后,很大機率變為黑洞,成為宇宙當中最可怕的天體。

另外一種可怕的恒星是大于太陽1.4倍的白矮星,由于各種原因,爆炸之后產生超新星,瞬間釋放出幾十萬億的高溫。

當然,太陽是不可能形成超新星爆炸的,因為它的質量無法達到爆炸的標準。

超新星爆炸(右)

超新星爆炸出的物質會在太空當中飄蕩,成為行星的必要組成部分,其中包括金元素等各種貴金屬。

如果人類有能力開采其他行星的金元素,也許黃金就不再是保值的手段。

不管是中子星還是超新星爆炸,產生的溫度都是太陽難以企及的,它們的光熱能夠傳遞到更遠的宇宙空間去。

宇宙空間

也許在它們的影響范圍,就誕生了一顆類似于地球的行星,無盡的光熱滋養著一個個外星文明。

只要我們不懈探索,就一定能揭開宇宙的神秘面紗。

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