太阳温度高达5000度,为什么宇宙还是冷的?

董其斌


宇宙是个很大很大的空间,包括了无数的恒星和各种天体,太阳在宇宙中是一个很渺小很渺小的天体,渺小的可以忽略不计,那么宇宙的冷暖与太阳温度高达5000度有什么关系呢?

我不知道这个出题者是什么意思,大概是说地球上空的空间很冷吧,这样说还有点道理。不过要纠正一下,太阳表面温度在6000度左右(摄氏度,后同),说5000度也无不可。但毕竟这只是太阳的表面温度,不能代表太阳的全部温度。

太阳中心温度为1500万度,靠源源不断的核聚变不断往外部释放着能量,太阳表面温度只是一层面膜,随便爆发几个耀斑和日冕喷射都有几十上百万度。但这只是在太阳附近,稍远就很冷很冷了。

我们银河系有数千亿颗恒星,每一颗恒星都是一个太阳,这么多的太阳不断的放射着能量,怎么太空中还是很冷很冷呢?这种冷可不比我么地球冬天的感觉,那是一种无法比拟的冷,冷到接近绝对零度。

绝对零度是多少?就是0K,又叫零开尔文。开尔文代表热力学温度,是科学界常用的温度度标,零开尔文(0K)就等于-273.15摄氏度,这是温度的禁区,这个宇宙没有达到这个温度的物体,更没有比这更低的温度。

而宇宙微波背景辐射为3K,也就是-270度左右。这是从138.2亿年前宇宙大爆炸的至热到今天降低到的温度。

温度的本质是分子运动,也可以说粒子的运动。分子粒子运动得越激烈,温度就越高。

但要感受到分子运动的热量,还需要分子粒子的密度,因此粒子密度越高,运动越激烈,人们感受到的温度就越高,反之就越冷。

地球表面,空气密度很高,达到一个立方厘米有2.6875*10^19个空气分子(约270亿亿个),因此能够与太阳辐射交换和储存能量,让人们感到温度的高低。

但到了高空,空气分子就很稀薄了。到达1000公里高度,空气分子只有地表的1亿亿分之一了,因此虽然这里是地球大气层热层,粒子温度可以达到一两千度,但如果拿个温度计去测量是感觉不到的,因为那里的粒子太稀薄,很难撞到温度计,因此实际测量出来的温度(太阳不直射的情况下)会在零下200度左右。

越到远离天体的太空,粒子就越来越少,而到了太空深处,每个立方厘米就只有几个粒子了,甚至一个立方米才有几个粒子。这种地方怎么能够热的起来呢?

这就是宇宙中虽然有无数的恒星,它们源源不断辐射着电磁波,而宇宙空间依然很冷的原因。

每个恒星的能量都是以电磁辐射的方式传播,但这种传播在宇宙真空中是不受阻扰的,只有遇到粒子时,才会进行能量转换,同时激发粒子的动能,温度上升。太空中粒子极其稀少,这就是太空温度低的原因。

或许某个接受到能量的粒子温度并不低,但由于太稀少,是很难觉察出来的。

当太阳电磁辐射到达地球大气层时,随着大气层空气分子密度越来越大,感觉到的温度和热度就会越来越高。这也是有些人问为什么到了高山,距离太阳更近了,反而会温度很低,甚至终年冰雪覆盖的答案。比如珠穆朗玛峰,离太阳近了这点距离完全可以忽略不计,但空气稀薄了将近70%,这才是变冷的原因。

太阳温度再高,在遥远的太空没有物质来承接这种能源,怎么会有不冷呢?

就是这样,欢迎大家共同探讨。


时空通讯


太阳的表面温度高达5500摄氏度,而宇宙中还有很多能够发光发热的恒星,仅银河系中最少也有一千亿颗恒星,但数以亿计的恒星并没有把宇宙加热到很高的温度。事实上,宇宙的平均温度非常的低,只比绝对零度高了2.73度,即-270.42摄氏度,这要远低于恒星的温度。

首先,需要注意的是,空间本身没有温度的概念。因为空间不是物质,而温度是表征组成物质的原子和分子的热运动剧烈程度。恒星会发光,这些光携带着能量在真空中传播,当它们撞上物体时,光的能量会被物体吸收,所以物体的温度会升高。

整个宇宙之所以很冷,这是因为宇宙空间太空旷了,其中的物质密度极低。宇宙空旷到平均密度只有10^-29克/立方厘米,相当于水的密度(4摄氏度、1个标准大气压)的10万亿亿亿分之一,或者说每立方米中仅有5.9个质子。

在银河系中,恒星的平均距离大约为4光年。太阳的辐射功率约为3.828×10^26瓦,那么,在距离太阳2光年的地方,每平方米所会接收到的太阳能仅有0.000000085瓦(8.5×10^-8瓦)。这还是充满恒星的星系的情况,而星系和星系之间存在更为广阔的星系际空间,那里的物质密度更低,所能接收的热量还要低得多。

宇宙在诞生之初很小,那时的物质密度极高,并且温度也极高,达到了理论最高的普朗克温度(1.4亿亿亿亿度)。随着宇宙的不断膨胀,温度逐渐降低。在宇宙诞生只有1000万至1700万年的时候,宇宙的平均温度大约为0度至100度,这意味着生命可能很早就在宇宙中出现了。138亿年过去了,经过了大幅度的膨胀,宇宙的平均温度已经降低至-270.42摄氏度。现在的这些热量都是从早期宇宙中残留下来的,它们被称为宇宙微波背景辐射。


火星一号


宇宙在诞生之初的时候温度并不低,气温一度曾经超过1000亿摄氏度。不过随着宇宙空间的膨胀,宇宙物质密度被极大稀释,导致了宇宙的温度指数式衰减,最终导致宇宙的平均温度只有2.73K,几乎接近绝对零度。



当然了,我们所说的只是宇宙平均温度而已。有些地方的宇宙温度其实还是挺高的,比如一些物质稠密的区域和恒星周围。就那我们太阳举例,太阳内部温度可达1500万℃,表面温度也有5000摄氏度。如果我们胆敢靠近太阳100公里,直接就被考成碳了。即便是在地球太空附近,如过航天器朝向太阳,其表面温度也会被加热到100多度。所以由此可见,并不是宇宙所有地方温度都很低,恒星周围的温度还是高的吓人的。



不过如果太空中背对太阳,那么温度又会降到极低。因为没有阳光照射,低的时候温度低到零下一百多度。如此低温,一个人送到太空直接就变成了冰棍了。所以说太空中不是温度极低就是温度极高,不像地球上面温度基本恒定,保持在一定范围。这也可能是地球上面存在生命的原因吧。


科学探秘频道


答:对于理想的绝对真空,是没有温度概念的;太空接近绝对真空,太阳温度再高,无法把热量传递给真空。


经常听到说,太空中温度低至-270多摄氏度,然后太阳表面温度又高达5500℃,为什么太阳温度这么高,却无法把太空加热呢?

其实问题在于很多人对温度的理解不透彻,温度是宏观物理量,温度的本质是微观粒子的热运动,也就是说没有微观粒子的热运动,就不会有温度。


太空接近绝对真空,里面几乎不存在微观粒子的热运动,理论上一个物体处于绝对真空中,物体的温度会无限趋近于绝对零度。

但这样的理想状态在宇宙中是不存在的,因为宇宙在138.2亿年前的大爆炸中,残留下来宇宙背景辐射,温度大约2.725k,其实就是宇宙大爆炸留下来的低能量电磁波,这也可以看做太空的温度,因为宇宙背景辐射在太空中无处不在。


在真空中,只存在热辐射一种换热方式,太阳表面温度5500摄氏度,但是距离太阳1.5亿公里的地球轨道处,一个物体和太阳之间的热辐射平衡,会使物体向阳面上升到100多摄氏度,对于没被太阳照射到的独立面,温度会降至零下200摄氏度。

所以5500℃的太阳和寒冷的太空并不矛盾,因为太空中根本没有做热运动的微观粒子,太阳温度再高,也不能把热量传递给空无一物的真空。


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艾伯史密斯


太阳表面温度高达5000摄氏度(准确地说接近6000度,不过这并不是体主要的),太阳系中的宇宙里为什么还是冷的?

同时,整个宇宙有无数颗恒星,同时照亮着太空,为什么太空仍旧如此高冷?

最低温是绝对零度,也就是大约-273度,也就是0k,而宇宙微波背景辐射为3k,-270摄氏度,十分接近绝对零度!为何会这样?

首先需要了解什么是温度。简单说,温度就是分子运动,分子微粒运动越剧烈,温度就越高。不过不少人都会忽略另外一个条件,那就是分子微粒的密度,如果分子非常稀少,即使运动非常剧烈,温度也会很低!

而浩瀚太空里几乎有真空环境,虽然也有少量的气体云,但是非常稀少,几乎等于没有,所以如果拿温度计去测量太空温度,几乎没有分子微粒撞击温度计,温度当然很低!

这也是为什么太空温度如此之低!不过尽管太空温度很低,但如果你待在太空里,除了要避免极其寒冷的环境外,还要做好宇宙高能射线,因为你在太空里就相当于太空里有了物质,物质就会吸热,就参与了热量的传递,就有可能被太阳光线灼伤!


宇宙探索



温度是大量分子运动带给人类的宏观感受,分子运动越剧烈温度就越高,但是宇宙空间是接近绝对真空的,不要说分子了,就是原子都少的可怜,宇宙空间每立方厘米那几个原子是无法将整个宇宙空间加热的。

太阳表面的温度达到5570℃,但在宇宙空间中太阳的热只能通过辐射的方式传播,并且太阳的热辐射衰减的很快,在小行星带之后太阳系的温度就跌到0℃一下了,因此小行星带附近被称为太阳系的零度线,小行星带外都是气态行星,而冥王星等外围天体已经感受不到太阳的热量了。

宇宙中的恒星数量是非常恐怖的,每个星系都有上千亿颗恒星,而宇宙中起码有上万亿个星系,但是我们的宇宙空间一直在不断的膨胀之中,有限的恒星之间的距离也非常远,恒星和恒星之间的距离就好像北京到上海的两个蜡烛,微弱的热量是不足以加热整个宇宙的。

宇宙的物质总量是保持不变的,但是宇宙空间的膨胀会让物质密度越来越小,宇宙空间随之也会越来越冷,现在的理论认为暗能量会让宇宙不断膨胀,最终宇宙中所有物质都会被撕裂,整个宇宙将在接近绝对零度中死去。

我们的宇宙虽然很冷,但是真正意义上的绝对零度是不存在的,因为量子涨落存在宇宙宇宙空间的每个地方,绝对零度意味着所有粒子停止运动,但这是不可能发生的。


宇宙探索未解之迷


太阳表面温度大约是5500摄氏度,中心温度2000万摄氏度,而太阳是宇宙中一颗普通的恒星,仅仅是银河系就含有数千亿颗恒星。大多数的恒星都在不断发光发热,为什么宇宙中的温度那么低?

这主要的原因就是太空中接近绝对真空,而温度从微观角度来看是分子的热运动程度,没有微观粒子就没有热量。所以即使太阳温度很高,发出的光线能量也很高,但是经过真空的太空几乎不会有能量损失,没有热量传出去。太空中的温度自然很低。

但是光线来到天体上就会进行辐射传导热量,例如地球再加上大气层的存在让昼夜温度变化很小。而月球和太阳的距离和地球类似,唯一不足就是没有大气层,导致太阳直射昼夜温差极大。

在简单的说就是真空没有物质自然没有热量的传递载体,温度很低也是非常正常的。



科学黑洞


题问太阳温度高达5000度,却宇宙为什么是冷的。

这个提问自相矛盾:太阳本身是宇宙的组成部分,是宇宙的微分子,太阳本身就不冷;太阳温度5000度是真,而宇宙却是冷的非真,只要有物质的地方、能够接受太阳辐射的地方就不是冷的。

太阳本身也是宇宙的分子,它本身就不是冷的。而且宇宙由数不清的像太阳一样恒星构成,没有恒星存在宇宙就不存在,所以宇宙不是冷的。

宇宙物质的稀疏才是宇宙中冷热不均的原因。离太阳越来越远的地方是冷的,是因为太阳辐射能力有限,辐射受距离限制和能量会耗散的原因,离太阳太远的地方就是冷的。比如太阳系中的柯伊伯带和奥尔特云带。

真空地带冷的是因为真空是无物质接受辐射,无物质存在的原因。

结论:温度的存在以物质的存在为前提,温度是物质本身的存在、在运动的证明。物质运动的不同形式决定了物质的温度的高低。


海云青


能量守恒定律告诉我们,能量是永恒不变的,不能凭空产生,也不能凭空消失。那么为什么宇宙还是那么寒冷(3k)呢

图:宇宙中最寒冷的地方----回力棒星云,温度只有1K

众所周知,能量的大小受到距离的限制,因为能量在传播过程中会损耗。水星离太阳最近,只有0.3左右AU(天文单位,太阳到地球的平均距离,1AU=1.496亿千米),在没有大气、其他行星遮挡的情况下,温度高达470℃;同样的条件下,火星距离太阳约1.52AU,但是赤道平均温度却低于人类体温。说明距离能量来源越远,能量越低。到了天王星,温度已经是零下了

虽然在宇宙中,比太阳大的能发光发热的星球比比皆是。但是那些星球之间的距离通常都是以光年来计算的。1光年=63243.8AU。虽然它们释放出来的能量非常大,但是因为距离遥远,而且密度稀疏,在广袤的宇宙中根本不值一提



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据说太阳表面上的温度高达6000摄氏度。可见太阳表面上的物质运动程度之剧烈。那里的温度越高,说明那里的微观粒子运动速度越快,辐射出太阳的粒子也就越多。



按理说,越接近太阳周围的宇宙空间,温度就越高才是。但事实上那里的温度却很低。这是因为温度是微观粒子、特别是基本粒子电子在高速运动中碰到其他物体后,导致该物体分子在吸收能量的同时,其化学键合力却在同步下降,离子和分子之间的距离加大,分子或物体出现膨胀。此时,电子在物体内连续反射(来来回回)碰撞,并将多余的电子向外辐射。则该物体就带有了热量。



假如被太阳加热的物体突然中断了阳光照射。那么,该物体内的原子或离子就会重新恢复化学键合力。原子或离子聚合时,同时释放出核外电子和离子之间的自由运动电子。直至电子逃离殆尽而逐步变冷为止。



我们应该知道,宇宙空间物质稀少,密度极低。太阳表面辐射出来的包括以电子为主的其他基本粒子,在空间高速运动中不会发生与其他物体碰撞。也就是说,其光电子的运动动能不会在空间中得到存储或来回震荡。所以,直线运动的微观粒子动能基本没有在宇宙空间中留下作用力或转化到其他物体上。这样宇宙空间就是冷的。这也就是为什么航天器朝阳一面温度较高,而背阳一面温度则较低的原因。


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