為什麼太空零度地球很熱(太陽表面5500度地球都曬熱了)
2023-05-28 14:01:19
綜述在地球上生活的人類無時無刻不需要仰仗太陽的鼻息,地球運轉的能量幾乎大部分都是來自太陽,人們感受適宜的溫度同樣也是太陽光穿過1.5億公裡的宇宙深空傳遞過來,溫暖了我們的生活。
這其實是個非常奇怪的現象,我們都知道太陽表面溫度達到了驚人的5500度,能把1.5億公裡外的地球曬的熱浪襲來,可為何途徑中的太空卻仍然處於絕對零度呢?
太陽因核聚變產生劇烈高溫作為太陽系中質量最大的天體,太陽佔據太陽系總質量的99.86%,可以說太陽系中全部的行星都需要仰仗太陽的引力而活;太陽就像是個大家長,有時候幫助行星擺正軌道,有時候為行星提供光亮和溫暖。
太陽表面溫度可達5500度,能夠溫暖太陽系中的眾多行星;可大家想過沒有,太陽的溫度到底是如何產生的呢?
原因很簡單,一是引力、二是質量。太陽巨大的質量在宇宙中能夠產生強大的引力,這種引力不僅僅是對外的,還有反饋給太陽自身的。
在引力的作用下,太陽內核溫度可以上升到1500萬攝氏度,產生200多萬個標準大氣壓。
其他星球要麼是固態、要麼是氣態,液態行星雖然比較少,但終究也是存在的。可太陽並不屬於這三種類別,太陽是等離子態的恆星,這意味著太陽內部實際上充滿了大量的基本粒子,如光子、電子、原子核等等。
在量子隧穿效應以及弱相互作用下,太陽內部爆發的核聚變反應將氫原子核轉變成了氦原子核,由此產生大量的能量。不過這並非一蹴而就的事情,太陽內部的核聚變甚至要持續百億年的時間,這其中肯定會有中微子和光子的產生。
光子和中微子被太陽賦予的職能各不相同,中微子移動速度極快,可以攜帶太陽的溫度迅速穿過太陽表面,來到各個行星周圍。
其實地球無時無刻不在被太陽中微子穿過,這也是我們能夠感覺到溫度的主要原因。
但光子的運行速度可就慢上不少,主要是因為太陽本身是等離子態的,其內核產生光子後會受到電磁的相互影響,它一路走過來都是磕磕碰碰的,速度自然也就減緩了不少。
中微子從太陽到地球最多不過8分20秒,可光子從太陽內核走到太陽表面,卻需要整整14萬年的時間。
不可否認的是,太陽的存在為地球生命提供了穩定的溫度環境,那些攜帶熱量的中微子橫跨太空而來,盡職盡責的改善地球環境,養育人類文明。
可是讓大家好奇的是,既然太陽能夠將遠在1.5億公裡外的地球給曬熱,為何在途徑太空的過程中不能將太空暖熱呢?直到現在太空仍然接近零度,太陽的溫度怎麼就燒不起來太空?
太空為何不能被曬熱?科學家發現,以地日距離為半徑畫圓,幾乎整個圓圈內的空間都是處於絕對零度的,嚴格來說要比絕對零度高一點點,約2.72K左右,但這意味著太空同樣冷的嚇人,人類根本無法接觸太空,否則會被瞬間凍成冰塊。
其實宇宙在最開始並非是這般狀態,科學家認為,宇宙的形成源自於一次奇點的大爆炸,這次爆炸導致宇宙發生劇烈膨脹,其內部溫度高得嚇人。不過隨著膨脹越來越廣闊,宇宙的溫度也在持續下降。
有機構曾模擬過宇宙大爆炸時的場景,爆炸後最初形成的宇宙就像是一鍋煮沸的開水,其內部充滿了粒子的劇烈運動。
38萬年後,這鍋被煮沸的粒子終於冷靜了下來,宇宙溫度也下降到2700度,此時電子和原子核已經組成了基本的原子結構,連光子都開始在宇宙中穿梭。
截止到現在為止,宇宙已經沒有任何溫度而言了,太空也沒有任何粒子在運動,宇宙範圍越來越廣,溫度卻持續下降,最終接近絕對零度的臨界值。這實在讓人匪夷所思,為何太陽的溫度不能傳遞到太空中呢?
想要弄明白這個道理,我們就必須搞懂溫度的概念。
從微觀領域來看,溫度本質上就是物體粒子熱運動的劇烈程度;世界萬物都是由基本粒子構成,但這些粒子不是非常規矩的排列在一起,而是無時無刻都在做著微觀運動,粒子運動的頻率越劇烈,產生的溫度也就越高。
地球之所以能夠感覺到太陽的溫度,是因為地球是本就是由大量的物質粒子構成,當太陽的光子降臨到地球時,就像是在油鍋裡面滴一滴水,粒子熱運動頻率越來越快,我們自然能夠感受溫度的變化。
可問題是,太空中並沒有粒子運動的條件,絕對零度是什麼概念?
就是所有的粒子運動都會停止,太空處於完全真空的狀態。當太陽的光子經過太空時,根本就沒有東西能和其產生反應,熱運動自然也就做不起來。太空根本就沒辦法被太陽曬熱,即便太陽的溫度在上升幾個等級都不行。
結語如果不是地球外圍有大氣層的保護,實際上以太空的惡劣條件根本就沒辦法誕生生命,人類無法在太空上生存,除非穿上特殊定製的太空衣才能在太空中完成短期作業。
但即便如此太空作業仍是困難無比,許多設備都要考慮太空中極端的溫度反應,既不能被凍僵,也不能被太陽輻射曬化了。
,