太陽那麼熱,為什麼太空那麼冷呢?

北極草原

很多人第一反應可能會認為是宇宙太大了,恆星釋放的能量溫度沒辦法填充宇宙空間,所以太空的溫度才會那麼低,以至於太空深處基本上接近絕對零度了,但實際上這個問題的答案很簡單就兩個字:真空

在解釋這個問題之前我們必須要了解溫度傳遞的三個方式,熱傳導,熱對流還有熱輻射。

熱傳導是發生在介質內部的一種熱傳遞的現象,在固態液態和氣態中都可以發生,我們把鋼管的一端放到火上燒烤,另一端用手握住,會感覺到鋼管的溫度在升高,這就是熱傳導。而熱傳導發生的基本條件就是需要介質,但是宇宙是一個真空的環境,真空環境下沒有任何物質,所以太陽釋放的熱能是不會通過熱傳導向外傳播的。

熱對流指的是在流體中介質發生相對的位移而傳播熱能的過程,只能發生在氣體或者液體的介質中,熱對流同樣需要介質,真空

環境中不存在任何物質無法進行熱對流,所以太陽的熱能也不是通過熱對流的方式傳播的。

熱輻射:只要不是絕對零度的物體都可以向外輻射熱能,溫度越高向外輻射的熱能就越大,熱輻射是一種電磁波,電磁波的傳遞是不需要任何介質的,所以太陽就是依靠熱輻射在真空的環境中傳播的,物體接收到熱輻射才開始升溫,這就是地球上能量的最終來源。

溫度在微觀層面上來說代表了分子或粒子運動的激烈程度,微粒運動越激烈,微粒之間的碰撞就越多,產生的內能就越大。真實的宇宙是一個平均每立方米只有4個質子存在的近乎於真空的環境,在這個環境下基本可以忽略熱對流和熱傳導,恆星釋放的熱能只能依靠熱輻射傳播。我們理想化假設太空的某處空間是完全真空的環境,那麼熱輻射經過這個區域的時候,不存在任何物質能夠使這個空間升溫,熱輻射會穿過這個區域繼續向前傳播,所以太空寒冷的原因其實是近乎於完全真空的環境。


科學薛定諤的貓

因為兩個字:太空

溫度存在的條件,是得有物質(至少來幾個原子,分子啥的),如果在空間中一個粒子都沒有,那麼就算熱源再強,也只能是獨自happy!

那麼再來考察我們太陽系的環境。之前說了,太空之所以叫太空,是因為物質粒子在那基本不存在,有一個經典的說法,你拿一個茶匙去太空揮一下,運氣好的話,你能撞上一個原子。而如果在濃稠的大氣中,你可以裝下大約10的20次方個分子。

而溫度本質上描述分子間熱運動的劇烈程度。那就很清楚了,太空中的分子實在太少了,以至於太空中的溫度只比絕對零度高個幾K

。這也是為什麼太陽那麼熱,太空那麼冷的原因了。

至於為什麼太陽和地球之間隔了一段距離,還能把地球曬熱。就是因為熱的傳播機制導致的。三種方式:熱對流,熱傳導,熱輻射

而太陽和地球就完全屬於熱輻射的形式。說的通俗一些,就是任何0K以上物體都會對外輻射電磁波,溫度越高輻射越強。自然地球肯定是被動的一方。


賽先生科普

你劃亮一根火柴能溫暖一個冰冷的房間嗎?顯然不行,是吧!因為對於整個房間而言,火柴發出的熱量太少了,熱量還沒傳遞出去多遠就被周圍冰冷的環境冷卻了。

太陽對於我們來說是非常巨大的,巨大到讓我們恐懼,但對於太空而言,太陽還不如房間裡的一根火柴。就像你把手靠近火柴一樣會被燒傷一樣,離太陽近的空間也是很熱的,人一進入就會化成灰。我們地球所處的位置正好不近不遠,周圍的空間足以冷卻太陽輻射過來不多的熱量,地球又由於有大氣層可以留住熱,所以地球不至於成為一顆冰冷的星球。



你可能要說了,太陽光照那麼遠,怎麼熱量傳遞不到那麼遠呢。同樣的比方,火柴的光亮同樣能照亮整個房間啊,光和熱是兩種不同的能量。


總之,明白一點,對於整個太陽系空間,太陽太小了,它的熱量出了很短的一段距離就會被周圍冰冷的空間冷卻。如果一個太陽就能溫暖整個太空,那賣火柴的小女孩就不會凍死在好冷的冬夜了。


陳小有同學

太空的冷,是在距離恆星很遠或者恆星的光被遮擋時候的冷。

我們說太空是冷的,但是如果我們在太空站的外邊放一枚溫度計,只要太陽光能照到它,它很快就會爆掉。為什麼?因為溫度太高了,有200度左右。但是如果有東西阻擋住陽光的話,比如說太空站跑到了地球的背陰面,溫度又低到零下200度左右。

所以說其實太空中是有溫度的,這個溫度來自於恆星的光熱輻射對一切阻擋它的物質的加熱作用,因為太空中基本是真空狀態,恆星的光沒有可以加熱的東西,所以它就顯現很冷的狀態。這個冷是理論上的冷,只要你拿溫度計去測量,光就照到這個測量的溫度計上,加熱這個溫度計,你測出的結果就是熱的。

有一個問題,我們都知道絕對零度是約零下273度,為什麼在沒有太陽光照射到的地方測得的溫度沒有這麼低呢?這主要是地球和月球有熱輻射,使我們的測量設備可以保持一定的溫度。而如果探測那些遠離恆星的深空,我們測量到的溫度大約是零下270度,基本接近絕對零度了,這時候星光輻射對它的加熱作用很小很小。


周志宏glee

是冷是熱誰去測量過嗎?測量溫度分間接測量和直接測量,我們測量體溫時用水銀溫度計是直接測量,瞭解天文的都知道,測量恆星溫度是用光譜分析法。



但是問題來了,太空溫度怎麼測量?它如果啥也沒有就沒法接觸,接觸式溫度計不頂用了。它又不發光,也就沒法去測光譜。所以,嚴格說來,太空無所謂冷熱,因為那裡連熱能的載體或能量的承受體都沒有,原因就是實在太空了😁



我只知道對流層頂端冷,就是我們飛機飛的那個高度,再往上就熱了!(上圖開爾文溫度)哪怕是到逃逸層,溫度也不低,那裡條件很極端,雖然被地磁場保護著,但是整天也是被太陽風轟擊的七葷八素😝


魚雷5303845

太陽才多大,宇宙多大?打了不嚴謹的比喻,太陽有一元硬幣那麼大,那麼恆星在宇宙裡密度,就像幾個硬幣分佈在中國960萬平方公里的土地上。硬幣再熱,對於整個中國,也沒啥意義了。



我的雜貨店

我們感受的溫度,其實是“空氣的溫度”,泡澡時感受的,其實是“水的溫度”。在太空中的真實情況是空間接近於“什麼都沒有”的狀態,所以可以說,空間是沒有溫度的,有溫度的前提是有物質。所以如果你把溫度計放在太空中的陰暗面,那麼溫度極底。但是如果你被太陽光照射到,那麼溫度會飆升。至於具體有多高溫度,這和你所處的位置距離太陽的遠近有關係。但是總之太陽光會穿過太空“無損地照射過來”。這個問題是個很有價值的問題,這就意味著太空中的一切,包括宇航員,航天器,都要承受陽光下和背陰處的劇烈溫差


喵喵喵143165118

我們所說的冷熱實際是指物質內部的粒子做熱運動的激烈程度。這些粒子可以是分子、可以是電子、也可以是等離子,它們要麼做雜亂無章的碰撞運動,要麼在做振動。象太陽,那是相當熱,上面的物質都變成等離子體,做著激烈的布朗運動,太陽內部溫度達到幾百萬度以上。表面溫度也達到五千度以上。


黃驃馬主人

即使太陽溫度再高也無法保證更大空間的溫度,它供熱的範圍是有限的。空間那麼大已經把它的熱量都吸收了,即使傳到地球的熱量也是靠地球擋住一部分或是相互交差反射結果。我只想到這些!


藍天42466

太陽是個熱源,太陽那也不是時時刻刻在進行核聚變,將氫轉變成氦,每秒鐘有3000多個原子參與和反應,產生的能量以光的形式從太陽表面散發出去,形成熱量。太陽在這自身強大重力吸引下,太陽中心區處於高密度、高溫和高壓狀態。是太陽巨大能量的發祥地。

太空中是一個真空狀態,大氣壓為零,面對太陽的一面,有太陽這個大熱源,又沒有大氣在阻擋,溫度會很快由於接收到熱輻射而升得很高。而陰影面,沒有熱源,液體在真空裡很快揮發,揮發帶走了熱量使液體溫度很快降低。


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