前言:
太阳的表面温度约为5500摄氏度,地球能够享受到这么高温度的照射,从而让我们这个蓝色星球成为适合生命繁衍的天堂,但是对比起太阳,太空却给人一种严寒的感觉,那么问题来了,太阳到底有多热,太空有多冷,又是什么原因让太空变得如此寒冷呢?
一、太阳到底有多热?
太阳是我们太阳系中这颗与众不同的星球,它不仅是太阳系的中心,也是我们整个太阳系的能量来源,既然太阳如此重要,那么它到底有多热呢?
太阳的内部是一个庞大而复杂的系统,它是一个巨大的等离子体,这个巨大的等离子体中约有近100万个地球大小的星球那么大,这么大的一个体积中所蕴含的物质是如此的丰富,它甚至出奇地只有4种物质就占据了98%以上的比例,这4种物质分别是氢、氦、氖和氦。
其中氢的比例最大,它在太阳中所占据的比例高达74%,它的比例之所以如此之高还是因为太阳的特殊构造,太阳的能量来源于核聚变,而聚变的反应物就是氢,因此太阳中几乎所有的反应都与氢有关。
太阳的核心温度约为1500万摄氏度,而它的表面温度则约为5500摄氏度,这个温度对于我们来说是如此的高,但对于太阳这么大却是那么低,这里面有一个很重要的原因,那就是太阳的自重压力。
太阳的自重压力相当的巨大,杂质在太阳内部很难存活很久,即使是反应速度很快的氢,它在核心区域也要经历约10亿年的时间才能与其他的氢原子发生碰撞,从而形成氦原子,并释放出能量。
这些在核心形成的能量要经过很长的传播路径才能到达太阳的外围,它要经历从核心到辐射区的传播,再从辐射区到对流区的传播,这两个区域都是太阳的物质组成,它们的密度都是很大的,所以能量在这两个区域的传播速度都是非常的缓慢。
所以太阳的内部温度会比较高,但是到达表面的时候就会有所下降,所以太阳的温度也会随着距离的增加而逐渐下降,但即便如此,它的表面温度对于我们来说依然是如此之高。
太阳受自身的自重压力影响,它的内部温度能够达到那么高,这些高温会使得太阳不断地释放光和热,这也是地球上存在生命的重要原因之一,但是奇怪的是,地球与太阳的距离并不是最近的,那么比地球更靠近太阳的行星为什么就没有出现适合生命存在的环境呢?
二、宇宙中的绝对寒冷。
太阳的光和热能够在太空中传播,这让我们的行星能够得到这些能量,从而让地球拥有了适合生命存在的气候,但是奇怪的是,无论太空距离太阳有多近,温度都不会因此变高,相反的,离太阳越近的地方反而越冷。
太空中没有大气层,它的温度也不会受大气的影响,所以我们能够很容易地从地球上往月球上送人,但是它的温度为什么会如此之低呢?
在太空中,我们常常可以看到温度为3K的宇宙背景辐射,它所对应的温度就是-270摄氏度,这个温度比地球上的最低温还要低上很多,这让我们不禁产生了一个疑问,太空中的温度为什么会如此之低呢?
如果我们从它的物质组成来看,它就能够很好地解释这个问题,因为宇宙中的物质很多情况下都是在低温下形成的,虽然在宇宙中还是有高温的产生,但是宇宙中大部分时间都处于膨胀的状态,随着时间的推移,宇宙也不断地在膨胀,这导致了其中的物质大部分都呈现低温的状态。
而宇宙的无限膨胀又导致了太空中的物质会越来越稀薄,这样的情况又进一步降低了它的温度,因为温度是由物质的高速运动产生的,而高速运动的粒子越多,温度也就越高。
但是太空中的物质却并不多,它的密度通常在10的-24克/立方厘米左右,这样的密度对比起地球上的空气来说要稀薄得多,而这些稀薄的物质也不能形成一个有形的物体,它们很可能只是一些散落在太空中的微粒而已。
这么稀薄的物质要产生高温是不可能的,而且太空中的物质之间的相互作用也是很少的,这些物质通常会独立地运动,它们之间只有在碰撞的时候才会发生互动,而在这个过程中要产生高温也是非常困难的。
而正是因为这些原因,宇宙的温度也就一直维持在一个很低的水平,这让我们产生了另一个问题,那就是绝对零度到底是什么?
早在19世纪,人们就已经开始了对绝对零度的探索,1597年,威廉·百特森发现了温度与气体的压力之间存在一个线性关系,1738年,亨利·卡维伦又发现了温度与气体的体积之间也存在一个线性关系。
这两个定律的发现是对后人探索绝对零度产生了一定的影响,而后来克劳修斯凭借这两个定律推导出了绝对温标,他将温度绝对零度的温度定为-273.15摄氏度,它与摄氏温标的0点相差一个常数,后来人们又将这个温度简化为-273摄氏度。
人们通过各种方法都无法将物质的温度降到绝对零度以下,这让人们产生了一个猜想,那就是绝对零度可能就是物质能够达到的最低温度,当物质的温度降到绝对零度时,它的分子就会停止运动,但这个猜想并没有得到证实。
绝对零度只是一个理论上的推测,而不是一个真正存在的温度,但是我们可以通过降温实验来得出一个结论,那就是当物质的温度越来越低时,它的能量也会越来越低,最终会趋近于零,这就好比是我们将一杯热水放到一个热环境中,随着时间的推移,这杯热水的温度会逐渐降低,最终与周围的温度达到平衡。
太空中最冷的地方也就是绝对零度了,因为它的温度已经趋近于零了。
不过即便如此,我们也不可能在太空中直接感受到它的寒冷,这是因为太空中几乎没有物质,所以我们无法通过触摸或其他方式来感受到它的温度,但是对于宇航员来说,这种情况可能会有所不同。
宇航员往往要在太空中进行一些任务,这就意味着他们要长时间处于无温度的环境中,这对于他们的身体来说是一个严峻的考验,因为人的身体需要一定的温度来维持正常的代谢,如果身体的温度过低,那么它的正常运转就会受到影响,甚至会出现生命危险。
所以宇航员在进行太空行走时,会穿着专门设计的宇航服,这种服装不仅能够提供足够的氧气,还能够有效地阻挡宇宙空间中的辐射,以及提供必要的温度,这些措施都是为了让宇航员在太空中度过一个安全而又顺利的任务时间。
笔者认为:
太空的温度虽然很低,但是这并不影响我们对宇宙的探索,相反的,正是因为太空的低温特性,我们才有机会在那里发现更多的奇迹,无论是对宇宙的探索还是对科学的研究,我们都将会有更多的发现和突破,这让人不禁期待起未来的宇宙探索之旅。
本文标签属性:
地球:地球赎回中
宇宙:宇宙职业高手