太阳表面温度5500℃,地球都晒热了,为何日地间的太空是冰冷的?

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世纪网络17
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文|整点科普

太阳是地球气候系统能量的主要来源,其内部各种活动为地球的气候变化提供主要的自然驱动力,例如太阳黑子活动少,地球的降雨量也会异常减少,而地球表面温度的变化更是与太阳活动周期长短息息相关。

关于太阳活动对全球温度变化的影响,学界大多认同 “ 太阳活动——太阳辐射——气候变化” 的物理机制,中间受到云层吸收干扰等等,地球能够接收到的太阳能量也会有所不同,所以温度会有差异。

科学家通过测量,发现 太阳的表面温度高达5500 ,内核更是达到1500万 ,太阳通过核聚变的方式不断地向太空释放光和热,阳光更是可以直达1.5亿公里外的地球,将地球晒热。

令人奇怪的是, 处在太阳和地球中间的太空却接近绝对零度,异常冰冷 ,这究竟是怎么回事?难道阳光真的能够“隔空加热”?

最早测量太阳温度的科学家是俄国的天文学家采拉斯基教授,他选取了一个直径为1米的凹面镜,在天气晴朗时将其对准太阳,在焦点处形成一个硬币大小般的太阳图像;

随后,他将一片金属片放置在这个焦点上,金属片发生快速弯曲、融化的现象。

采拉斯基教授据此初步推算出,这个焦点的温度至少高达3500K,这意味着太阳表面的温度至少在这个数据之上。

随后,科学家们在采拉斯基教授的基础上猜测:可以通过太阳辐射量来测定太阳的表面温度。

19世纪30年代,科学家通过测量太阳的总辐量、光谱分析和射电技术等方法,推算出地球大气上界每分钟接受到的太阳辐射热量为8.2焦每平方厘米,太阳每分钟发出的总辐射量功率约为380亿亿亿瓦,推出太阳辐射给地球的总热量约占太阳总辐射量的二十亿分之一;

用太阳每分钟的总辐射量除以太阳的表面面积,得出其每秒的辐射能量约为6000瓦。

1878年,物理学家斯特瓦通过研究得出结论:物体的物理辐射随其温度的四次方增加,综合以上可靠的辐射量数据,科学家终于推算出太阳的表面温度约为5500 。

作为太阳系中最大的天体,太阳的质量几乎占据太阳系总质量的99.86%,巨大的质量加重了引力,使太阳的内核温度和压强不断升高,高达1500万 及200多万的标准压强。

高温高压的情况下,推动电子获得足够的能量,顺利“逃离”原子核的束缚,造成太阳内部产生等离子态: 电子、原子核光子等粒子随处乱窜

在高温的推动下,氢原子核聚变成氦原子,缓慢形成氦原子核,其中损失的部分也会转化成能量并逐渐散发。

太阳内部有一个直径30多万千米的区域正在进行这样的核聚变反应,其所产生的热量通过辐射、对流传导等方式到达表面,变成所谓的“太阳光”,致使太阳表面温度高达5500 。

所以,我们所说的太阳光照实际上也是太阳辐射。

科学家推测,这些辐射从内核到表面的时间大约需要14万年,但太阳辐射到达地球的时间只需要8分20秒,这也是太阳使地球上光热能源的主要来源原因之一。

按理来说,受太阳光的影响,处在太阳和地球中间的太空应该比地球更热才对,但实际上的太空却冷冰冰的,这究竟是怎么回事?

有数据显示,受到太阳光照的影响,地球表面的平均温度为15 ,但太空的温度却是-270.45 C,和绝对零度相差无几。

也就是说,太阳光似乎绕过了太空,直接到达地球。

从光传播的原理来说,这是不可能的,辐射不需要介质也能够传播,在真空中通常以光速传播。

那么,到底是什么原因呢?要想解决这个问题,就得先了解 温度的本质是什么

宇宙中的粒子处于到处乱跑的状态, 分子的活跃程度决定了摩擦力的大小,进而决定所产生的热量的高低

温度,实际上就是 足够多的粒子剧烈运动之后的结果或者现象

分子越活跃,意味着温度越高;分子处静止状态时,几乎不会产生热量,也会处于接近绝对零度的状态。

有研究发现: 太空平均每立方米都找不到一个氢原子 ,即便太阳始终向太空输送能量,它也不会产生热量。

太空是真空环境,物质密度低,压强低,缺乏分子和原子等粒子 无法吸收太阳辐射的能量,也不会产生粒子运动摩擦的现象,所以无法产生温度;

同时,太空缺乏大气层的保温作用,造成其常年处于接近绝对零度的状态,在人体感受上是“冷冰冰”的。

地球是由大量物质粒子构成的一个特殊天体,我们所能够看到、触摸到的物体几乎都是由粒子构成的,只要运动加速就会产生热量。

太阳光能够直接穿过太空到达地球,并为地球提供源源不断的能源和动力,推动粒子之间的运动,随后产生热量,温度随之升高。

总而言之,太阳光能够直达地球并使地球产生热量,主要和地球本身的密度有关,而太空无法产生温度,则是真空环境缺乏粒子运动,故无法产生热量。

—————The End—————

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