太陽(yáng)溫度高達(dá)5000度,為什么宇宙還是冷的?
網(wǎng)友解答: 宇宙是個(gè)很大很大的空間,包括了無(wú)數(shù)的恒星和各種天體,太陽(yáng)在宇宙中是一個(gè)很渺小很渺小的天體,渺小的可以忽略不計(jì),那么宇宙的冷暖與太陽(yáng)溫度高達(dá)5000度有什么關(guān)系呢?我不知道這個(gè)
宇宙是個(gè)很大很大的空間,包括了無(wú)數(shù)的恒星和各種天體,太陽(yáng)在宇宙中是一個(gè)很渺小很渺小的天體,渺小的可以忽略不計(jì),那么宇宙的冷暖與太陽(yáng)溫度高達(dá)5000度有什么關(guān)系呢?
我不知道這個(gè)出題者是什么意思,大概是說(shuō)地球上空的空間很冷吧,這樣說(shuō)還有點(diǎn)道理。不過(guò)要糾正一下,太陽(yáng)表面溫度在6000度左右(攝氏度,后同),說(shuō)5000度也無(wú)不可。但畢竟這只是太陽(yáng)的表面溫度,不能代表太陽(yáng)的全部溫度。
太陽(yáng)中心溫度為1500萬(wàn)度,靠源源不斷的核聚變不斷往外部釋放著能量,太陽(yáng)表面溫度只是一層面膜,隨便爆發(fā)幾個(gè)耀斑和日冕噴射都有幾十上百萬(wàn)度。但這只是在太陽(yáng)附近,稍遠(yuǎn)就很冷很冷了。
我們銀河系有數(shù)千億顆恒星,每一顆恒星都是一個(gè)太陽(yáng),這么多的太陽(yáng)不斷的放射著能量,怎么太空中還是很冷很冷呢?這種冷可不比我么地球冬天的感覺(jué),那是一種無(wú)法比擬的冷,冷到接近絕對(duì)零度。
絕對(duì)零度是多少?就是0K,又叫零開(kāi)爾文。開(kāi)爾文代表熱力學(xué)溫度,是科學(xué)界常用的溫度度標(biāo),零開(kāi)爾文(0K)就等于-273.15攝氏度,這是溫度的禁區(qū),這個(gè)宇宙沒(méi)有達(dá)到這個(gè)溫度的物體,更沒(méi)有比這更低的溫度。
而宇宙微波背景輻射為3K,也就是-270度左右。這是從138.2億年前宇宙大爆炸的至熱到今天降低到的溫度。
溫度的本質(zhì)是分子運(yùn)動(dòng),也可以說(shuō)粒子的運(yùn)動(dòng)。分子粒子運(yùn)動(dòng)得越激烈,溫度就越高。但要感受到分子運(yùn)動(dòng)的熱量,還需要分子粒子的密度,因此粒子密度越高,運(yùn)動(dòng)越激烈,人們感受到的溫度就越高,反之就越冷。
地球表面,空氣密度很高,達(dá)到一個(gè)立方厘米有2.6875*10^19個(gè)空氣分子(約270億億個(gè)),因此能夠與太陽(yáng)輻射交換和儲(chǔ)存能量,讓人們感到溫度的高低。
但到了高空,空氣分子就很稀薄了。到達(dá)1000公里高度,空氣分子只有地表的1億億分之一了,因此雖然這里是地球大氣層熱層,粒子溫度可以達(dá)到一兩千度,但如果拿個(gè)溫度計(jì)去測(cè)量是感覺(jué)不到的,因?yàn)槟抢锏牧W犹”?,很難撞到溫度計(jì),因此實(shí)際測(cè)量出來(lái)的溫度(太陽(yáng)不直射的情況下)會(huì)在零下200度左右。
越到遠(yuǎn)離天體的太空,粒子就越來(lái)越少,而到了太空深處,每個(gè)立方厘米就只有幾個(gè)粒子了,甚至一個(gè)立方米才有幾個(gè)粒子。這種地方怎么能夠熱的起來(lái)呢?
這就是宇宙中雖然有無(wú)數(shù)的恒星,它們?cè)丛床粩噍椛渲姶挪?,而宇宙空間依然很冷的原因。每個(gè)恒星的能量都是以電磁輻射的方式傳播,但這種傳播在宇宙真空中是不受阻擾的,只有遇到粒子時(shí),才會(huì)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換,同時(shí)激發(fā)粒子的動(dòng)能,溫度上升。太空中粒子極其稀少,這就是太空溫度低的原因。
或許某個(gè)接受到能量的粒子溫度并不低,但由于太稀少,是很難覺(jué)察出來(lái)的。
當(dāng)太陽(yáng)電磁輻射到達(dá)地球大氣層時(shí),隨著大氣層空氣分子密度越來(lái)越大,感覺(jué)到的溫度和熱度就會(huì)越來(lái)越高。這也是有些人問(wèn)為什么到了高山,距離太陽(yáng)更近了,反而會(huì)溫度很低,甚至終年冰雪覆蓋的答案。比如珠穆朗瑪峰,離太陽(yáng)近了這點(diǎn)距離完全可以忽略不計(jì),但空氣稀薄了將近70%,這才是變冷的原因。
太陽(yáng)溫度再高,在遙遠(yuǎn)的太空沒(méi)有物質(zhì)來(lái)承接這種能源,怎么會(huì)有不冷呢?
就是這樣,歡迎大家共同探討。時(shí)空通訊原創(chuàng)版權(quán),抄襲可恥,侵權(quán)必究。感謝理解支持。 網(wǎng)友解答:太陽(yáng)的表面溫度高達(dá)5500攝氏度,而宇宙中還有很多能夠發(fā)光發(fā)熱的恒星,僅銀河系中最少也有一千億顆恒星,但數(shù)以億計(jì)的恒星并沒(méi)有把宇宙加熱到很高的溫度。事實(shí)上,宇宙的平均溫度非常的低,只比絕對(duì)零度高了2.73度,即-270.42攝氏度,這要遠(yuǎn)低于恒星的溫度。
首先,需要注意的是,空間本身沒(méi)有溫度的概念。因?yàn)榭臻g不是物質(zhì),而溫度是表征組成物質(zhì)的原子和分子的熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度。恒星會(huì)發(fā)光,這些光攜帶著能量在真空中傳播,當(dāng)它們撞上物體時(shí),光的能量會(huì)被物體吸收,所以物體的溫度會(huì)升高。
整個(gè)宇宙之所以很冷,這是因?yàn)橛钪婵臻g太空曠了,其中的物質(zhì)密度極低。宇宙空曠到平均密度只有10^-29克/立方厘米,相當(dāng)于水的密度(4攝氏度、1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)的10萬(wàn)億億億分之一,或者說(shuō)每立方米中僅有5.9個(gè)質(zhì)子。
在銀河系中,恒星的平均距離大約為4光年。太陽(yáng)的輻射功率約為3.828×10^26瓦,那么,在距離太陽(yáng)2光年的地方,每平方米所會(huì)接收到的太陽(yáng)能僅有0.000000085瓦(8.5×10^-8瓦)。這還是充滿恒星的星系的情況,而星系和星系之間存在更為廣闊的星系際空間,那里的物質(zhì)密度更低,所能接收的熱量還要低得多。
宇宙在誕生之初很小,那時(shí)的物質(zhì)密度極高,并且溫度也極高,達(dá)到了理論最高的普朗克溫度(1.4億億億億度)。隨著宇宙的不斷膨脹,溫度逐漸降低。在宇宙誕生只有1000萬(wàn)至1700萬(wàn)年的時(shí)候,宇宙的平均溫度大約為0度至100度,這意味著生命可能很早就在宇宙中出現(xiàn)了。138億年過(guò)去了,經(jīng)過(guò)了大幅度的膨脹,宇宙的平均溫度已經(jīng)降低至-270.42攝氏度?,F(xiàn)在的這些熱量都是從早期宇宙中殘留下來(lái)的,它們被稱為宇宙微波背景輻射。