煙花易冷842

首先我們得糾正下一個觀念，太空中並不冷，冷和熱對於我人體衡量的指標只有一個，即人體熱量產生於散失的比較，如果是盈餘，那麼感覺就會有點熱，如果是虧損，那麼感覺就會有點冷，如果收支平衡，感覺是最舒適的！

人體熱量流失的方式有三個，傳導、對流和輻射，比如我們觸碰到冰冷物體會感覺冷，就是人體熱量傳導給了物體，對流則是空氣因人體熱量產生流動，加速人體表面體液蒸發而感覺冷，輻射則是高於絕對零度的物體都會向外界輻射。

太空在宏觀意義上我們可以認為沒有空氣，因此傳導和對流就不會發生了，物體在太空中唯一會發生的熱量散失方式是輻射，相對而言輻射不如傳導和對流來得迅速，因此從理論上看太空並不冷！但太空不冷並不足以解釋太陽光照到地球讓地球變熱，我們需要有別的理由來說明。

溫度的本質是什麼？

宏觀的溫度就是人體對冷和熱的感知，但從微觀角度來說它只是表示物體微觀粒子的運動劇烈程度！不過對於溫度的認知還是有一個歷史過程。

史上第一隻能感知溫度變化的溫度計就出自伽利略之手，當然它非常原始，只能作為參考！但對於熱來自哪裡卻歷經熱質說和熱動說兩種，雙方各執一詞，互不相讓。

伽利略的溫度計

1798年倫福德伯爵想英國皇家學會提出一個熱動說的報告，他在慕尼黑監督炮筒鑽孔工作時注意到溫度的升高和鑽頭的摩擦存在直接關係，鋒利的鑽頭炮筒升溫慢，而磨鈍了的鑽頭炮筒升溫更快，這表明熱量來自物體之間的摩擦運動。

1827年英國植物學家R.布朗在觀測花粉在水溶液中不停的無規則運動，當時布朗並不知道這具有什麼含義。但此後科學界就開始試圖用分子的不規則運動來解釋布朗運動，但從數學層面上來描述布朗運動，還要等1905年愛因斯坦發表關於布朗運動的研究論文後才準確描述。

但分子運動論已經逐漸開始佔領科學界對溫度的認識，分子運動會有兩個宏觀表現，一個是溫度，另一個則是壓力，這是分子運動對容器內壁的碰撞壓力。能讓分子運動加劇的方式有很多種，比如摩擦，比如輻射等等。

在這裡將會引出兩個概念，一個是分子不運動了，那就是絕對零度，另外一個就是分子最高速運動（光速），就是普朗克溫度，衡量溫度高低的標準制定了，接下來可以討論太陽光為什麼可以跨越宇宙溫暖地球了！

陽光照到地球為什麼會變熱？

上文我們確認了是一個很簡單的道理，溫度的本質是分子運動的劇烈程度，也就是說它需要物質作為載體，因此形容一個沒有任何物質的空間的溫度高低是不恰當的，而太陽通過輻射將能量傳送到地球地球，但這需要有一個前提，太陽和地球之間沒有其他物質能阻擋光輻射，而事實上太陽和地球之間的太空中存在大量的宇宙塵埃，比如我們在合適條件下看到的黃道光就是這樣這些塵埃的反光！

黃道光

但這些塵埃總量並不大，輻射能讓這些塵埃的分子運動可達到極高，比如大氣層中有一個熱層，在500千米的高度上可以達到2000K，但只表示這些受激的大氣分子溫度而已，但此處大氣極其稀薄（比空間站運行的軌道還高100千米，高真空狀態），根本無法用宏觀的溫度來表示。

因此宇宙太陽和地球之間的遮擋的太陽輻射極其有限，大部分光輻射仍然到達了地球，大氣層和地面的吸收了這些能量，分子運動加劇，在我們看來就是溫度升高了。再宏觀的表現就是大氣受熱不均的流動形成大大氣環流，還有洋流運動，以及夏秋季節的颱風等等，這一切都和太陽輻射活動有著非常密切的關係。但這裡會有一個有趣的問題，既然地球一直在吸收太陽能，為什麼它溫度不會一直升高呢？

這是因為大氣層和地面以不僅在吸收太陽輻射，還會以一定的比例反射回宇宙，而在夜間地面與海洋受熱之後則基本就是淨支出。而在當前條件下，地球從太陽接收的太陽能和地球散失的能量基本都是持平的，因此地球溫度並不會無限上升，這一點各位完全不必擔心。

• 既然地球溫度不會無限上升，為什麼地球會有溫室效應，溫度上升呢？

其實這就得聊聊這溫室效應是怎麼來的了，大氣圈和水汽本身就有溫室效應，加上地面和水體的保溫效果，在正常狀態下這個效應是積極的，比如地球能維持平均15℃就是它們的功勞，而人類的活動排放的二氧化碳與其他溫室效應氣體，會在大氣層中將地面向宇宙散失的紅外波段輻射給反射回來（二氧化碳允許可見光波段通過），就相當於本來是一層薄被，結果現在又加了一層，地球不熱起來才怪呢！

• 最後我們還是聊聊太空中為什麼還是會冷！

人和物體最大的區別是我們體內含有大量的水分，因此在太空這種高真空環境下體表水分會沸騰大量蒸發，當然熱量就是被這些蒸發的水汽帶走的，而這就是冷的真正原因。

星辰大海路上的種花家

這個問題已經說過多次了，既然大家感興趣，就再簡單說一下。

首先我們要知道熱是怎麼來的。我們之所以感覺到熱，是因為有溫度存在，而溫度則是分子運動的結果。分子密度越大，運動的越激烈，溫度就越高；反之分子密度小或者運動的不激烈，溫度就低。

要使分子運動激烈，就需要能量交換。而太陽電磁輻射就是能量的來源。

太陽巨大的能量是以電磁輻射方式傳遞的，電磁輻射說穿了就是光的一種表現形式，是可見光和不可見光的組合。

我們人眼可見光在電磁輻射中佔有一個很小的波段，在380nm~780nm之間，而高頻和低頻段的光是人眼看不見的，以無線電波、微波、紅外線、紫外線、X射線、伽馬射線等方式傳播。

電磁輻射是以光子為載體，光和電磁輻射傳播都無需介質，在真空中更快。

電磁輻射帶著的能量到了地球，就與地球物質，首先是大氣分子進行交換，使這些粒子運動而產生熱量，體現出來的就是溫度。

地表大氣密度達到0.00129克/立方厘米，一個立方厘米有2.7x10^19個氣體分子（約2700億億個），這些氣體分子與太陽輻射交換和儲存著能量，就使人感到溫暖和熱度。

而到了高空，空氣分子就很稀薄了。地球大氣層在400多公里的高空叫做熱層，那裡的粒子溫度可以達到一兩千度，可如果拿溫度計去測量卻感到異常的寒冷，那裡的飛船（國際空間站）在對著太陽的艙外溫度可以達到121度（攝氏度，後同），而在背陰處，氣溫下降到-157度。

這說明空間溫度是極低的，空間站向陽一面高溫是太陽能量作用於艙壁的結果。所以在這種環境下，粒子達到可以鍊鋼鍊鐵的溫度，但這種稀薄的粒子撞擊，要把1克水提升1度溫度要幾十個小時。這也是在地球上越高的地方越寒冷的緣故，主要就是越高空氣越稀薄，所能承載的能量就越少。比如到了珠穆朗瑪峰頂，空氣密度只有海平面約30%，所以溫度就很低了。

而在距離地表1000公里的高空，空氣密度只有地表密度的1億億分之一，一個立方厘米還有2700個氣體分子了，但那裡的溫度會降到-200度。

越到遠離天體的太空，粒子就會越來越少，到了太空深處每個立方厘米只有幾個粒子了，甚至一個立方米也就1到幾個粒子，所以那裡的溫度會越來越接近絕對零度。

這樣太陽電磁輻射就在太空暢通無阻，損失也就很小了，一直到達地球，與地球空氣分子接觸，這種能量才以熱量的方式顯示出來。

太陽在太空真空中傳播，並不是黑暗的，乘坐宇宙飛船或者在空間站工作的宇航員都可以看到明媚的陽光。但在太空由於沒有空氣的反射折射和衍射，就不會在空間留下很多明亮的光芒，只有照射到物體，或者人眼對著太陽看時才能夠看到。

太空中還可以看到漫天的繁星，這些都是遙遠的恆星傳遞過來的光線，因為沒有空氣衍射折射散射，雖然看起來更清晰很明亮，但卻不會閃爍，就是一個個單調不動的亮點，鑲嵌在漆黑的背景上。

就是這樣，歡迎討論。

時空通訊

太陽距地球平均距離約為1.5億公里，而這段距離的宇宙空間溫度只有-270度，可見太陽並沒有加熱這段路途。

紅色天空001

陽光散發出無數光子，光子就是光量子，無靜質量，在真空中以光速c 運行，是一種玻色子。

好了，打住，不說這些繞口的專業名詞了。先說結論，陽光之所以能讓 你感受到光和熱，是因為這些光子與你發生反應了，產生了能量的交換 傳遞。 稍微解釋一下，太空雖然是黑暗又寒冷，但是你要知道，黑暗是就是因 為沒有光子經過，而寒冷，是因為太空是一個真空的環境（理想狀態） ，沒有任何物質去作為溫度的參考或是發生熱傳遞，所以對一個絕對的 真空環境談論溫度是沒有意義的。而陽光為什麼能通過“寒冷”的太空 而不發生損失？我們都知道，熱傳遞有三種形式，熱傳導、熱對流和熱 輻射。前兩種是需要有介質參與的，而熱輻射是物體由於具有溫度而輻 射出電磁波的現象，一切溫度高於絕對零度的物體都會產生熱輻射，溫 度越高，輻射出能量就越大。

清明的星空

對於為什麼太陽光到達地球能感覺到光和熱，而太陽光經過的宇宙太空卻是黑暗和寒冷的呢之話題，我個人觀點認為，

太陽光到達地球時，人體能感覺到光和熱的現象，是由於地球和人體都是屬於實體物質，具有對陽光的聚光性和聚熱性物理現象，因而，人體會感覺到太陽的光和熱。

而至於太陽的光經過的宇宙太空卻是黑暗和寒冷的問題，先來明確一點，太陽光在太陽系空間範圍內是光亮的自然現象，而不是黑暗的。關於太空寒冷的問題，主要原因是太空間是真空狀態，太空氣體不具備聚光性和聚熱性，況且在太空真空狀態的環境中，太陽光子群都具有高速度穿透性的遊離狀態，沒有把光能轉變為熱能現象在太空中發生，因而，太陽系太空中的溫度環境都一直是處於寒冷的自然狀態。

不知這樣的回答是否準確？！如讀者閱後覺得我說的有道理，希給個點贊並關注我，可閱讀到我相關科學領域前沿上千個的原創答題，歡迎大家一起來討論和學習。宇明於東莞市。（注：原創作品，版權所有，抄襲必究。）

地外天使

我們的太陽通過將氫轉化為氦來發光，這個過程叫做核聚變。在太陽的中心，可以達到2000萬攝氏度，太陽表面的溫度，就達到了6000攝氏度。太陽每秒將大約500萬噸的質量轉化為能量，通過電磁波在太陽周圍輻射出來。太陽在電磁波光譜中發射出多種波長的輻射，包括紅外線、紫外線和X射線。這也是我們能看到太陽的原因。

陽光

熱可以通過三種方式傳遞：傳導、對流和輻射。太陽不能直接將熱量傳導到地球，因為這兩個物體之間沒有接觸。對流也是不可能的，因為沒有介質連接這兩個物體來促進熱流。因此輻射是通過空間傳遞熱量的唯一途徑，太陽的輻射由稱為光子的小的、無質量的能量包組成。它們穿越真空狀態的太空，當它們撞擊到太陽系內任何物體時，輻射就會轉化為熱量給物體，物體吸收和反射光子，能量就增加產生熱同時我們也看到了光。

而是太陽就是將其大部分能量作為不同波長的光來輻射，以熱的形式到達地球。可見光譜中的光有使地球變暖的效果。它是通過穿透大氣層後被地球上的陸地和水等物體吸收了。一旦地球上的這些物體吸收了它所能容納的能量，它就開始向外面輻射能量。這種地面輻射主要在光譜的紅外波段，被大氣中的氣溶膠吸收。這些溫室氣體收集熱量並儲存地球分配太陽輻射的剩餘能量。最終，甚至大氣層也會達到熱飽和，並將多餘的能量輻射回太空。

而在宇宙太空的真空狀態下，在沒有天體的地方，就不會存在這些方式來傳導和接收，因此是黑暗和寒冷的。

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溫度是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。

太空的物質密度非常的低，約為每立方厘米5個粒子，這比地球上人工製造的真空（每立方厘米100個粒子）小了很多，但太空依然是有溫度的，這就是無處不在的宇宙大爆炸的餘暉---3k背景輻射。

太空中的溫度之所以這麼低，是因為在太空中沒有保存溫度的條件。而地球表面的溫度能保持一個合適的水平，這是因為有濃密大氣層的覆蓋，如同蓋了一層透明的被子一樣，它可以阻擋高能的宇宙輻射進入地表，還可以將大量的熱量反射回地面。海水也是一個很好的溫度調節器，在氣溫高的時候吸收熱量，在氣溫低的時候釋放熱量。所以地球的溫差很小。

月球由於沒有大氣的覆蓋，在白晝最高溫度可以達到390K（117℃），最低溫度100K（-173℃）。作為反面典型的金星，由於有一個濃密的大氣層，二氧化碳（溫室氣體）的含量高達96.5%，使得它的平均溫度高達737K（464℃）。繞地球運行的人造衛星，在被太陽直射的一面溫度會達到100多度，而陰面只有-100多度。

宇宙之所以看上去這麼黑的原因是，物質過於稀疏，光線不能反射到眼睛裡，所以顯得如此黑暗。

講科學堂

關於這個問題，需要來了解一下光。光是電磁輻射，這是能量的一種形式。當光子與物體接觸時，它們多多少少會被物體吸收一部分，於是，獲得光能的物體就會變熱。另一方面，光具有不同的存在形式，例如，無線電波、紅外線、可見光、X射線，它們的區別在於波長不一樣。人的眼睛只能看到特定波長的電磁輻射，這被稱為可見光。

地球表面被一層大氣所覆蓋，空氣中存在著各種微粒。太陽光的主要組成為紅外線、可見光和紫外線，當太陽光照射到地球上時，紅外線的一部分會被二氧化碳等其他吸收，紫外線會被臭氧吸收，而大部分可見光則會穿透大氣到達地面，它們與物體發生相互作用，從而把熱量轉移給物體。通過上述熱輻射過程，地球就會變熱。

太陽發出的可見光穿過大氣時會發生散射作用，並且它們在到達地面時還會被地表上的物體反射。這些過程可以使地球上充滿可見光，從而把地球照亮。

另一方面，太空是空蕩蕩的，其中的粒子密度極低，可以認為是真空的。太陽光在太空中穿行時，不會被反射、散射和吸收，所以宇宙看起來是黑暗的，並且也不會被加熱。太陽光最終會到達地球，使地球變熱變亮。

火星一號

地球之所以能成為目前太陽系內，唯一一顆適合人類生存居住的星球，很大一部分原因要歸功於合適的溫度

究竟是什麼原因導致了，地球熱而太空冷呢？

回答這個問題前，我們先要搞清楚“溫度”究竟是什麼

在物理學中，溫度是由分子運動產生的，而人類感覺到的溫度，是由大量空氣分子運動給人的一種宏觀感受，因此產生溫度的前提就是“氣體分子”，而太空中幾乎沒有氣體分子，所以太陽輻射能量，飛行1.5億公里來到地球的路上，根本無法加熱太空。

地球能夠擁有適宜的溫度，大氣層功不可沒，它的存在不但鎖住了地球的熱量流失，還吸收了絕大部分太陽熱輻射，受熱運動的氣體分子又通過熱傳導的方式，將熱量傳遞到了地表，最終形成了合適的地球溫度。

其實嚴格意義上來說，外太空並不是絕對寒冷的

因為外太空雖然沒有氣體分子，但每立方厘米空間還是有若干個原子的，這些原子也會受到太陽輻射影響而發生熱運動，進而產生熱量和溫度，但人類是絕對無法感受到這幾個原子熱運動帶來的“溫度”的。

衛星和空間站，以及艙外活動的宇航員們，本身都是由原子構成的，因此它（他）們受太陽直射的一面，其溫度是非常高的，而背向太陽的一面則接近絕對零度，這也是為什麼太空設備材料，都要求耐高溫和低溫的原因。

宇宙觀察記錄

很多人都有這樣的常識，那就是太陽特別熱，地球都能被曬熱，但是日地之間的太空是絕對零度的（當然這個說法其實是錯誤的，太空實際上還是略高於絕度零度的），這不是相互矛盾了嗎？為什麼太陽能曬熱地球，就不能把日地之間的太空曬熱了呢？

為什麼會感覺到溫度？

要了解這個問題，我們就得先來了解一下：什麼是溫度。

當然，溫度實際上是一個物理量，是反映物體冷熱程度的物理量。所以，它是用來描述熱現象的。

其實人類很早就在思考什麼是”熱”？然而遲遲沒有一個令人滿意的答案，各種假說都有各自的缺點。比如：200-300百年前，流行著一種熱質說。後來隨著熱力學開始發展，人類意識到，從微觀視角來看，

我們都知道，萬物都是由粒子構成的，但是粒子實際上並不是整齊劃一地排列在一起。實際上，粒子是在做不規則的運動，布朗運動就可以充分地證明這一點。

科學家發現，當粒子整體運動劇烈時，溫度就越高，反之亦然。

所以，我們就可以用粒子的平均動能來描述“熱”。但是這裡要補充一點，我們要感受到熱或者說感受到溫度，是有前提的。熱力學其實是也被叫做統計力學，這是因為它是基於足夠多的粒子數的統計基礎之上的。這就意味著，如果要反映出溫度來，就需要有足夠多的粒子數才行。那如果粒子數很少，那會如何呢？

實際上，如果你身處幾乎沒有粒子的空間，並不會感受到溫度的高低，當然應該會很容易被憋死。

地球為什麼可以被太陽曬熱？

知道了上面的內容，我們就來看看開頭說到的那個問題。我們要知道的是，地球也是由粒子構成的，而且是大量的粒子。因此，但太陽輻射到底地球時，光子可以使得地球上的粒子熱運動變得劇烈，這時候就會反映出溫度升高的現象。

所以，地球能被曬熱的根本原因，是因為地球本身是由大量的粒子構成的。那太空為什麼不行呢？

實際上，太空是幾乎真空的，所謂的真空就是粒子都不存在的空間。當然，絕對的真空是不存在的。宇宙實際上是幾乎接近於真空狀態。在宇宙學中，我們會用到一個宇宙密度的概念。科學家通過理論和模型，可以得出一個臨界密度，這個臨界密度是ρ0=0.9×10^(-29)克/釐米^3，這麼看可能沒什麼感覺。

我們可以做個例子，這個臨界密度相當於一平方米內只有一個氫原子。而根據最新的觀測數據和理論分析來看，如今宇宙的密度是略小於臨界密度的。這就意味著宇宙實際密度是略小於一平方米一個氫原子的水平。這樣的粒子密度是不可能能夠反映出溫度的，所以，如果有人不小心暴露在太空，他實際上不會被凍死，因為他根本感受不到溫度，不過由於氣壓太低，他的體液會沸騰，最終可能因為體液沸騰而死，也可能是被憋死的。

所以，太空沒有辦法被曬的原因本質上是因為單位體積內的粒子數實在太少了。

但如果這樣你認為宇宙是絕對零度，那就錯了。如果宇宙是絕對零度，那熱力學定律早就會被改寫了。實際上，宇宙是有溫度的，這個溫度是2.72K。為什麼是這樣呢？

我們現在知道，宇宙誕生一次大爆炸，這發生在138億年前。大爆炸之後，宇宙處於類似於等離子態，有點類似於混沌的那種狀態，也就是不透明，此時溫度極其高。宇宙的空間開始劇烈的膨脹，隨著空間膨脹，溫度開始下降。

但我們要知道，溫度是不可能憑空消失的。因此，這個宇宙大爆炸的餘溫還要留存至今，如今我們還能夠探測到它，它的溫度就是2.72K，也就是比絕對零度高2.72度，這也被稱為宇宙微波背景輻射。如今已經成了天文學家人生必備的武林秘籍。

總結

從微觀視角來看，溫度的本質是分子熱運動的劇烈程度，這就意味著溫度是建立足夠多的粒子數之上才有意義的。地球能被曬熱，就是因為地球由大量的粒子構成，而宇宙幾乎接近於真空，粒子數實在太少，所以無法反映出溫度來，更沒有辦法被曬熱。雖然宇宙體現不出溫度，但實際上它是有溫度的，這個溫度就是宇宙微波背景輻射的溫度。

關鍵字: 太空 太陽光 天文