太阳表面温度高达5500度,为什么太空却接近绝对零度呢?
太阳的表面温度约为5500K,也就是5226℃,也正是因为太阳拥有着如此高的温度,它得以为太阳系内的其他天体提供大量的光和热,我们所生存的地球也正是因为有了太阳提供的光和热,它能够让地球始终保持一个适合生命生存的温度。
不过话说回来,很多人不知道的是,太阳温度如此之高,就连地球都能“晒热”,但太阳与地球之间的宇宙温度却冷得让人难以置信,温度低得甚至接近绝对零度,那么,这究竟是怎回事呢?如果宇宙空间无法传递温度,那么地球又是如何被太阳“晒热”的呢?
宇宙的温度
在这里,我们先来说一下有关宇宙温度的问题。大部分人的印象里,这个世界上的万事万物几乎都是有一定温度的,而物质间温度的传递,这些都是通过热传递的方式来进行的。举个我们生活中最常见的例子,你倒了一杯热水捧在手中取暖,热水的温度比你手上的温度高,那么它的热量就会通过热传递的方式转移到你的手上。
当然如果这杯水实在太烫,你可能会把水放在桌上,双手与水杯间隔着一定的距离取暖,这样虽然你的手没有直接接触到水杯,但是这杯水的热传递同样在进行着。水的热量会传递到水杯附近的空气中,而空气中的热量都会进一步传递到你的手上。虽然水的热量没有直接通过热传递的方式传到我们手上,但是却通过其他介质传递给了我们。在这个热传递的过程中,空气作为中间介质,它的温度是得到了一定提高的。
从这点来看,在热传递的过程中,中间介质的温度实际上也是会被热源影响到的。当然这就回到了我们开始提到的那个问题,宇宙空间作为太阳与地球之间的中间介质,按理说它的温度应该会是很高的才对。但为什么宇宙空间的温度不仅没有地球高,甚至还一度低至了接近绝对零度的极限温度呢?
辐射
事实上听到这个问题,就不得不再补充下有关温度是如何传递的问题了。上述的热传递实际上这是温度传递的一种形式,除此之外,温度还可以通过辐射以及对流的方式进行传播,简单来说,辐射指的是物体之间利用放射和吸收彼此辐射的能量,而不必有任何介质进行热量的传播,就可以达成温度平衡的温度传播方式。
而对流者的则是物体之间以流体作为介质,利用流体的热胀冷缩和可以流动的特性传递热能的温度传播方式。在宇宙真空环境中,只有那些我们无法察觉的宇宙微波背景辐射,它是无法作为介质来进行热传递的,而在宇宙真空环境中,更不存在流体来通过对流的方式传递温度,因此宇宙中温度的传播方式,就只能辐射的方式来进行了,辐射不需要介质作为媒介,这也就从侧面解释了。
为什么宇宙空间没有吸收到太阳温度的原因
当然,在这里我们有必要再补充一下,太阳是如何产生热量的,地球又是怎样被太阳“晒热”的问题。作为一颗直径约为一百四十万千米的恒星,在太阳的内部就会发生引力坍缩,而这将导致其内核温度会升高到令我们难以想象的程度。
超高的温度将使得氢原子的电子脱离轨道,让它的原子核处在一种离子的状态,而离子状态的氢原子核又会因为极不稳定的特性,而碰撞聚变成氦原子。在这个过程中损失的部分质量,但又会转变成能量,这也就是我们常说的核聚变反应。
内部的核聚变反应也就使得太阳的温度变得更高了,要知道的是,在太阳内部,大约有一个直径三十多万千米的区域正在进行着这样的反应,太阳的热量就是从这里散发出去的,这个部位的热量会通过辐射、对流传导到太阳的表面,从而将整个太阳都烧成一种等离子状态。
此时此刻,太阳的表面将会辐射出大量的能量。地球接收到太阳的辐射后,这些辐射能量则又会进而转化为热量,我们平时晒太阳觉得很热,就是因为辐射到我们身上的能量转化为了热量的缘故。
不过话说回来,之所以地球能够被太阳“晒热”,让温度保持在一个合适生命生存的范围,而像水星这种离太阳更近的天体,其表面温度最低却能够达到-173℃,究其根本,实际上不止是地球受到太阳辐射这么简单而是因为地球的大气层充当了一层棉被,这才得以保持住了地球吸收的热量。
但是有一点值得注意的是,随着温室效应的加剧,地球大气层的保温效果会大大增加。如果长此以往,温室效应得不到有效遏制,那么坚信现在的状态可能就会是地球未来的样子,届时不仅温度会维持在一个高热的范围内,而且还会伴随着大量的酸雨,对地表的植被、建筑物造成伤害。
宇宙空间的温度接近绝对零度,那么太阳附近的宇宙空间,温度又会是怎样的呢?是拥有恒定的温度值,还是随着与太阳间距的扩大,温度呈现逐渐降低的趋势呢?