太陽溫度高達5000度,為什麼宇宙還是冷的?

董其斌


太陽是依靠核聚變反應釋放能量的,在其核心處溫度高達1360萬度,其表面溫度也有5500多度。即使距離太陽1.5億千米的地球上也能感受到它的溫暖。

圖:太陽結構圖

大家看見黑漆漆的太空,實際上是因為太空中的物質十分稀疏,使得沒有光線反射到人的眼睛裡,顯得黑漆漆的。黑漆漆的太空使得大家認為它十分寒冷。實際上並不完全是這樣。

圖:在陽光照射下,太空站也是非常明亮的



在太空運行的衛星,面向太陽的一面會被強烈的陽光加熱到200多攝氏度,而背向太陽的一側則會冷到零下100多攝氏度。這是由於太空之中沒有大氣層來阻擋陽光、保存溫度造成的。

月亮就是一個幾乎沒有大氣層的星球,白天溫度高達100多攝氏度,夜晚溫度會低到-180多攝氏度。這就是玉兔號月球車在月球的中午會關機午休的原因。


講科學堂


太陽的表面溫度高達5500攝氏度,而宇宙中還有很多能夠發光發熱的恆星,僅銀河系中最少也有一千億顆恆星,但數以億計的恆星並沒有把宇宙加熱到很高的溫度。事實上,宇宙的平均溫度非常的低,只比絕對零度高了2.73度,即-270.42攝氏度,這要遠低於恆星的溫度。

首先,需要注意的是,空間本身沒有溫度的概念。因為空間不是物質,而溫度是表徵組成物質的原子和分子的熱運動劇烈程度。恆星會發光,這些光攜帶著能量在真空中傳播,當它們撞上物體時,光的能量會被物體吸收,所以物體的溫度會升高。

整個宇宙之所以很冷,這是因為宇宙空間太空曠了,其中的物質密度極低。宇宙空曠到平均密度只有10^-29克/立方厘米,相當於水的密度(4攝氏度、1個標準大氣壓)的10萬億億億分之一,或者說每立方米中僅有5.9個質子。

在銀河系中,恆星的平均距離大約為4光年。太陽的輻射功率約為3.828×10^26瓦,那麼,在距離太陽2光年的地方,每平方米所會接收到的太陽能僅有0.000000085瓦(8.5×10^-8瓦)。這還是充滿恆星的星系的情況,而星系和星系之間存在更為廣闊的星系際空間,那裡的物質密度更低,所能接收的熱量還要低得多。

宇宙在誕生之初很小,那時的物質密度極高,並且溫度也極高,達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1000萬至1700萬年的時候,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了。138億年過去了,經過了大幅度的膨脹,宇宙的平均溫度已經降低至-270.42攝氏度。現在的這些熱量都是從早期宇宙中殘留下來的,它們被稱為宇宙微波背景輻射。


火星一號


宇宙在誕生之初的時候溫度並不低,氣溫一度曾經超過1000億攝氏度。不過隨著宇宙空間的膨脹,宇宙物質密度被極大稀釋,導致了宇宙的溫度指數式衰減,最終導致宇宙的平均溫度只有2.73K,幾乎接近絕對零度。



當然了,我們所說的只是宇宙平均溫度而已。有些地方的宇宙溫度其實還是挺高的,比如一些物質稠密的區域和恆星周圍。就那我們太陽舉例,太陽內部溫度可達1500萬℃,表面溫度也有5000攝氏度。如果我們膽敢靠近太陽100公里,直接就被考成碳了。即便是在地球太空附近,如過航天器朝向太陽,其表面溫度也會被加熱到100多度。所以由此可見,並不是宇宙所有地方溫度都很低,恆星周圍的溫度還是高的嚇人的。



不過如果太空中背對太陽,那麼溫度又會降到極低。因為沒有陽光照射,低的時候溫度低到零下一百多度。如此低溫,一個人送到太空直接就變成了冰棍了。所以說太空中不是溫度極低就是溫度極高,不像地球上面溫度基本恆定,保持在一定範圍。這也可能是地球上面存在生命的原因吧。


科學探秘頻道


宇宙是個很大很大的空間,包括了無數的恆星和各種天體,太陽在宇宙中是一個很渺小很渺小的天體,渺小的可以忽略不計,那麼宇宙的冷暖與太陽溫度高達5000度有什麼關係呢?

我不知道這個出題者是什麼意思,大概是說地球上空的空間很冷吧,這樣說還有點道理。不過要糾正一下,太陽表面溫度在6000度左右(攝氏度,後同),說5000度也無不可。但畢竟這只是太陽的表面溫度,不能代表太陽的全部溫度。

太陽中心溫度為1500萬度,靠源源不斷的核聚變不斷往外部釋放著能量,太陽表面溫度只是一層面膜,隨便爆發幾個耀斑和日冕噴射都有幾十上百萬度。但這只是在太陽附近,稍遠就很冷很冷了。

我們銀河系有數千億顆恆星,每一顆恆星都是一個太陽,這麼多的太陽不斷的放射著能量,怎麼太空中還是很冷很冷呢?這種冷可不比我麼地球冬天的感覺,那是一種無法比擬的冷,冷到接近絕對零度。

絕對零度是多少?就是0K,又叫零開爾文。開爾文代表熱力學溫度,是科學界常用的溫度度標,零開爾文(0K)就等於-273.15攝氏度,這是溫度的禁區,這個宇宙沒有達到這個溫度的物體,更沒有比這更低的溫度。

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。

溫度的本質是分子運動,也可以說粒子的運動。分子粒子運動得越激烈,溫度就越高。

但要感受到分子運動的熱量,還需要分子粒子的密度,因此粒子密度越高,運動越激烈,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,達到一個立方厘米有2.6875*10^19個空氣分子(約270億億個),因此能夠與太陽輻射交換和儲存能量,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,因此雖然這裡是地球大氣層熱層,粒子溫度可以達到一兩千度,但如果拿個溫度計去測量是感覺不到的,因為那裡的粒子太稀薄,很難撞到溫度計,因此實際測量出來的溫度(太陽不直射的情況下)會在零下200度左右。

越到遠離天體的太空,粒子就越來越少,而到了太空深處,每個立方厘米就只有幾個粒子了,甚至一個立方米才有幾個粒子。這種地方怎麼能夠熱的起來呢?

這就是宇宙中雖然有無數的恆星,它們源源不斷輻射著電磁波,而宇宙空間依然很冷的原因。

每個恆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,才會進行能量轉換,同時激發粒子的動能,溫度上升。太空中粒子極其稀少,這就是太空溫度低的原因。

或許某個接受到能量的粒子溫度並不低,但由於太稀少,是很難覺察出來的。

當太陽電磁輻射到達地球大氣層時,隨著大氣層空氣分子密度越來越大,感覺到的溫度和熱度就會越來越高。這也是有些人問為什麼到了高山,距離太陽更近了,反而會溫度很低,甚至終年冰雪覆蓋的答案。比如珠穆朗瑪峰,離太陽近了這點距離完全可以忽略不計,但空氣稀薄了將近70%,這才是變冷的原因。

太陽溫度再高,在遙遠的太空沒有物質來承接這種能源,怎麼會有不冷呢?

就是這樣,歡迎大家共同探討。


時空通訊


答:對於理想的絕對真空,是沒有溫度概念的;太空接近絕對真空,太陽溫度再高,無法把熱量傳遞給真空。


經常聽到說,太空中溫度低至-270多攝氏度,然後太陽表面溫度又高達5500℃,為什麼太陽溫度這麼高,卻無法把太空加熱呢?

其實問題在於很多人對溫度的理解不透徹,溫度是宏觀物理量,溫度的本質是微觀粒子的熱運動,也就是說沒有微觀粒子的熱運動,就不會有溫度。


太空接近絕對真空,裡面幾乎不存在微觀粒子的熱運動,理論上一個物體處於絕對真空中,物體的溫度會無限趨近於絕對零度。

但這樣的理想狀態在宇宙中是不存在的,因為宇宙在138.2億年前的大爆炸中,殘留下來宇宙背景輻射,溫度大約2.725k,其實就是宇宙大爆炸留下來的低能量電磁波,這也可以看做太空的溫度,因為宇宙背景輻射在太空中無處不在。


在真空中,只存在熱輻射一種換熱方式,太陽表面溫度5500攝氏度,但是距離太陽1.5億公里的地球軌道處,一個物體和太陽之間的熱輻射平衡,會使物體向陽面上升到100多攝氏度,對於沒被太陽照射到的獨立面,溫度會降至零下200攝氏度。

所以5500℃的太陽和寒冷的太空並不矛盾,因為太空中根本沒有做熱運動的微觀粒子,太陽溫度再高,也不能把熱量傳遞給空無一物的真空。


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艾伯史密斯


太陽表面溫度高達5000攝氏度(準確地說接近6000度,不過這並不是體主要的),太陽系中的宇宙裡為什麼還是冷的?

同時,整個宇宙有無數顆恆星,同時照亮著太空,為什麼太空仍舊如此高冷?

最低溫是絕對零度,也就是大約-273度,也就是0k,而宇宙微波背景輻射為3k,-270攝氏度,十分接近絕對零度!為何會這樣?

首先需要了解什麼是溫度。簡單說,溫度就是分子運動,分子微粒運動越劇烈,溫度就越高。不過不少人都會忽略另外一個條件,那就是分子微粒的密度,如果分子非常稀少,即使運動非常劇烈,溫度也會很低!

而浩瀚太空裡幾乎有真空環境,雖然也有少量的氣體雲,但是非常稀少,幾乎等於沒有,所以如果拿溫度計去測量太空溫度,幾乎沒有分子微粒撞擊溫度計,溫度當然很低!

這也是為什麼太空溫度如此之低!不過儘管太空溫度很低,但如果你待在太空裡,除了要避免極其寒冷的環境外,還要做好宇宙高能射線,因為你在太空裡就相當於太空裡有了物質,物質就會吸熱,就參與了熱量的傳遞,就有可能被太陽光線灼傷!


宇宙探索



溫度是大量分子運動帶給人類的宏觀感受,分子運動越劇烈溫度就越高,但是宇宙空間是接近絕對真空的,不要說分子了,就是原子都少的可憐,宇宙空間每立方厘米那幾個原子是無法將整個宇宙空間加熱的。

太陽表面的溫度達到5570℃,但在宇宙空間中太陽的熱只能通過輻射的方式傳播,並且太陽的熱輻射衰減的很快,在小行星帶之後太陽系的溫度就跌到0℃一下了,因此小行星帶附近被稱為太陽系的零度線,小行星帶外都是氣態行星,而冥王星等外圍天體已經感受不到太陽的熱量了。

宇宙中的恆星數量是非常恐怖的,每個星系都有上千億顆恆星,而宇宙中起碼有上萬億個星系,但是我們的宇宙空間一直在不斷的膨脹之中,有限的恆星之間的距離也非常遠,恆星和恆星之間的距離就好像北京到上海的兩個蠟燭,微弱的熱量是不足以加熱整個宇宙的。

宇宙的物質總量是保持不變的,但是宇宙空間的膨脹會讓物質密度越來越小,宇宙空間隨之也會越來越冷,現在的理論認為暗能量會讓宇宙不斷膨脹,最終宇宙中所有物質都會被撕裂,整個宇宙將在接近絕對零度中死去。

我們的宇宙雖然很冷,但是真正意義上的絕對零度是不存在的,因為量子漲落存在宇宙宇宙空間的每個地方,絕對零度意味著所有粒子停止運動,但這是不可能發生的。


宇宙探索未解之迷


題問太陽溫度高達5000度,卻宇宙為什麼是冷的。

這個提問自相矛盾:太陽本身是宇宙的組成部分,是宇宙的微分子,太陽本身就不冷;太陽溫度5000度是真,而宇宙卻是冷的非真,只要有物質的地方、能夠接受太陽輻射的地方就不是冷的。

太陽本身也是宇宙的分子,它本身就不是冷的。而且宇宙由數不清的像太陽一樣恆星構成,沒有恆星存在宇宙就不存在,所以宇宙不是冷的。

宇宙物質的稀疏才是宇宙中冷熱不均的原因。離太陽越來越遠的地方是冷的,是因為太陽輻射能力有限,輻射受距離限制和能量會耗散的原因,離太陽太遠的地方就是冷的。比如太陽系中的柯伊伯帶和奧爾特雲帶。

真空地帶冷的是因為真空是無物質接受輻射,無物質存在的原因。

結論:溫度的存在以物質的存在為前提,溫度是物質本身的存在、在運動的證明。物質運動的不同形式決定了物質的溫度的高低。


海雲青


太陽表面溫度大約是5500攝氏度,中心溫度2000萬攝氏度,而太陽是宇宙中一顆普通的恆星,僅僅是銀河系就含有數千億顆恆星。大多數的恆星都在不斷髮光發熱,為什麼宇宙中的溫度那麼低?

這主要的原因就是太空中接近絕對真空,而溫度從微觀角度來看是分子的熱運動程度,沒有微觀粒子就沒有熱量。所以即使太陽溫度很高,發出的光線能量也很高,但是經過真空的太空幾乎不會有能量損失,沒有熱量傳出去。太空中的溫度自然很低。

但是光線來到天體上就會進行輻射傳導熱量,例如地球再加上大氣層的存在讓晝夜溫度變化很小。而月球和太陽的距離和地球類似,唯一不足就是沒有大氣層,導致太陽直射晝夜溫差極大。

在簡單的說就是真空沒有物質自然沒有熱量的傳遞載體,溫度很低也是非常正常的。



科學黑洞


宇宙冷熱溫差非常大,搞清楚這個原因,首先要認清溫度的本質及其一些特性。

那麼,溫度的本質是什麼呢?

從宏觀上來講,溫度是用來表示物體冷熱程度的物理量。

從微觀上來講,溫度是大量分子運動平均動能集體表現。

微觀的分子平均動能高,分子集體運動的劇烈程度就大,宏觀的體現就是溫度越高,反之亦然。

需要強調的是:在微觀領域討論溫度,必須是物體分子運動劇烈程度的集體體現(均值),通過單個分子運動劇烈程度討論溫度沒有任何意義。

由此不難理解,溫度是針對物體而言,沒有實質物質的存在,溫度也就無從談起。

溫度是怎樣在物質間傳遞的呢?

理解了溫度的本質,我們再來談一談溫度的傳遞方式。

熱傳導

分子的運動是無序的,某個分子的運動必然會與周邊分子產生碰撞和摩擦,從而將部分動能轉移給其他分子。

分子運動越劇烈,其所到達的區域就越廣,反之亦然。這在宏觀體現,就是熱脹冷縮現象。很顯然,溫度越低的物質整體密度就越大,體現在液態或氣態物質上,冷的就會出現下沉。

熱對流

把平均動能不同(溫度高低)的物質摻雜在一起,可以加速分子間的動能傳遞週期。

自然界的大氣和水體,由於各部位受/放熱不同而產生了密度差,以及重力及潮汐力的影響,形成冷熱物質團體的相互流轉,從而相互傳遞溫度。

熱輻射

分子運動的同時會輻射電磁波,運動越劇烈,輻射電磁波的強度就越大。因而,只要物質整體分子不是全部處於絕對靜止狀態,輻射的電磁波就不會消失。

電磁波的傳播不需要任何媒介,可以在真空中傳播。當電磁波被遠處的物質吸收,該物質獲得能量,其分子平均動能提升,溫度相應也就升高。

基於上述基礎,我們對溫度有了哪些方面的理解呢?

1、物質間的溫度傳遞,主要通過熱傳導、熱對流、熱輻射中的一種和多種方式結合進行;

2、太空中的物質非常稀薄,分子整體平均動能較低,因而太空中非常“冷”;同時,宇宙中不存在絕對真空,因而絕對零度(0 K = -273.15℃)也不可能實現。

如上說的,即使有部分太空星際物質過於稀薄,個別分子處於絕對靜止狀態。其一,討論單個分子的溫度概念沒有意義,其二是該分子也不可能永遠處於絕對靜止狀態,總有機會吸收到電磁波或被其他分子碰撞。

3、太陽讓地球溫暖,靠的是熱輻射(電磁波)在太空中的傳播,到達地球后被物質吸收升溫,並非靠太陽表面5500℃的高溫逐層傳導。

太陽的表面溫度,是太陽提供熱輻射強度的體現。一般,當物體溫度為300℃時,熱輻射中最強的波長在紅外區。當物體的溫度在500℃以上時,熱輻射中最強的波長成分在可見光區。

4、即使物體(或人類)不與任何物質接觸,阻斷其熱傳導方式,物體的溫度也會逐漸下降,因為還要不斷向周圍發散電磁波(熱輻射)。當然,這是建立在其吸收不到其他任何物質熱輻射的假想前提下,事實上這個前提無法實現。


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