太阳和地球之间的太空冷到不行，为何太阳光照到地球却能变热？
准确的说，太空中当有太阳光直射时温度会很高，比如处于长光照期的卫星，卫星一直被太阳直射，外表温度可到100度；当处于阴影期没有阳光直射时，太空温度会很低，比如地影期的卫星，当卫星由光照飞入地影时，卫星外表温度在短短一分钟内由100度降为零下270度。
太阳和地球之间的太空冷的不行，而太阳光照到地球很温暖，这一切源于太空是真空环境、地球有大气层的缘故。这就是科学家们常说的地球位于太阳系的宜居地带。
地球大气层就像地球的“厚被子”，既能吸热，又能隔热保温。大气层共分为5层：从地面开始向上，分别为对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。
正是有了地球上空的大气层，才成就了地球上生物赖以生存的基本条件。太阳辐射在穿过地球大气层时，大气要吸收、散射和反射一部分，使得太阳射向地球的总能量受到削弱。白天太阳照射的时候，大气使阳光带来的热量均匀发散开来，地面的温度也随之均匀且缓慢地升高。晚上背对太阳没有阳光的时候，地面将白天从太阳那里吸收的热量散发到空气中，同时大气又使这种散发过程缓慢地进行，因此夜晚地面的温度不会降得太低。正是由于大气的这种作用,才使地表上的温度总是保持在一个适宜于人类生活的范围内。
而地球大气层的形成又离不开地磁场，否则地球就会像月球和火星一样，形成不了厚的大气层。地磁场的存在，可以使太阳风在吹向地球时偏离地球，大气不至于被吹散，从而对地球大气产生保护。太阳风主要是由带电粒子组成（比如氢离子H ），大家知道带电物体在磁场中运动会受力产生偏转，这和地球磁场抑制太阳风的原理相同。
而太空中真空环境就不一样了。太阳是热源，源源不断向外辐射热量。真空中面向太阳的一面，因为没有任何物体（包括大气）阻挡，直射时（太阳辐射）温度升的很快；太空深处或者是地球背向太阳一面的太空，因为真空环境下只能依靠电磁辐射导热，所以太空中周围没有任何物体的情况下，没有太阳直射，温度可以达到零下270摄氏度左右。
事实上，太阳的演化速度快，约10亿年后，地球将处于太阳宜居带内温度更高的边缘，随着太阳变得越来越热、越来越亮，其宜居带会逐渐外移。最终，地球将失去大气和海洋，变得干燥无比。所以，人类科学家积极的寻找另外的宜居星球，比如最近发现的24颗“超宜居”行星。只不过，这些星球距离地球超过100亿光年，以人类目前的 科技 水平，如果不能解决速度的问题，人类100年内还是无法飞出太阳系的。
除非人类可以制造出超光速飞船。
最根本的原因就在于大气层！
温度的本质是微观粒子运动剧烈程度的体现！
空气分子运动越剧烈，其气温越高。而太阳射向地球的可是各种电磁波。我们平常看见的太阳光仅是太阳射向地球的极小一部分电磁波。
电磁波的能量载体是光子，当太阳光中的光子撞到地球空气分子上，会导致空气分子吸收能量而加剧运动，于是气温升高。
当然大部分太阳辐射都被地表吸收了，吸收太阳光的地表中的原子核外电子处于激发态，也会向外辐射电磁波。于是这些电磁能量首先被空气分子吸收，再传到外太空去。
地表就相当是煤气灶的锅，空气就相当锅中的水。加热水有两种方式同时进行。
第一种，太阳光直接照射空气分子上，加剧微观粒子的运动程度，导致温度升高。
第二种，地表的温度一般比空气温度高，在热力学定律下，高温物体向低温问题传导温度。其实在微观上体现，就是地面的土壤原子辐射电磁波，再被空气分子吸收。
太空中没有物质，就不能吸收太阳发出的电磁波。如果在太空中随便取一个空间，这个空间里除了光子，基本没有其他粒子了。那么光子就不能把它的能量传递给其他微观粒子。既然没有除了光子之外的微观粒子，也就很难体现出温度。太空的温度也就是单位空间内光子的运动剧烈程度，而这体现出的温度远没有空气大分子强烈。
比如月球，由于没有大气层，太阳直射到月球表面，其能量不会分散给空气分子，月球表面会直接吸收这些能量导致最高温度达到160 。
在月球的夜晚，由于没有大气层的遮挡，月球会把多余的能量直接辐射到外太空。导致最低温度达到了-180 。
大气层就相当是个缓冲带。地表温度高了，它会帮忙吸收热量。到夜晚，大气层会保存一部分温度，不至于地面温度过低。
夏天温度高，是由于太阳直射点在这一区域。这就意味着单位时间内，太阳射向该区域的能量多，导致空气分子运动异常剧烈。即便到了夜晚，空气分子的剧烈运动程度也不至于降的过低，导致夏天的夜晚也挺热。
“太空是真的空”
“太空是真的空”，这不是一句玩笑话，而是真实情况就是如此。要了解这个问题，我们要先从宇宙的一些基本属性说起。
根据普朗克卫星最新的观测结果来看，目前为止，宇宙在千分之六的精度上是平坦的。这里的“平坦”并不是很多人理解的那样在一块平地，而是说宇宙在大尺度上几乎是不弯曲的。
在此基础上，科学家提出了一个概念： 宇宙临界密度 。所谓的宇宙临界密度是指，
由此，我们以得出一个关于宇宙临界密度的公式：
公式看不懂其实没关系的，我们只要知道，当把哈勃常数已经是上面的“H”取值为70 （km/s·Mpc），所对应的宇宙临界密度就是p=0.9*10^-29（g/cm^3），如果把宇宙中的物质都视为氢原子， 这个密度大概就是1立方米内只有一个氢原子 ，这个空旷的程度是我们目前在任何一个实验室都做不出的，科学家所做到最好的“真空”都比这个密度大得多。
而根据普朗克卫星观测到的宇宙微波背景辐射得到的哈勃常数H其实是很接近于70的，也就是说，宇宙的真实密度非常接近于一立方米只有一个氢原子的状态。所以， 太空其实是非常非常的空，几乎接近于真空 。
太空会体现出温度么？
根据经典物理学对于温度的定义：
由于太空的这种接近于“真空”的状态。所以实际上，太空并不能明显地体现出温度来，也就是说，如果有个人在太空中没宇航服，那他其实不会被冻死，而是因为压强太低，导致体液沸腾而死，或者是因为压强太低，导致肺功能障碍而死（也就是憋死）。因此， 太空并不是冷到不行，而是很难显现出温度来。
所以，当阳光穿过太空的过程中，由于宇宙的密度实在太低，温度其实很难被表达出来。说白了就是， 太阳光可以在宇宙空间中畅通，很少能撞到分子和原子，让其热运动加剧。也就没有所谓的给太阳加热的作用了。
太阳为什么能把热量传递给地球
而相比于太空的密度，地球的物质密度就大太多太多了，是由大量的分子和原子构成的，它们是可以吸收到大量的热让自身的热运动急剧的。
太阳辐射可以使得地球的分子热运动加剧，反映到宏观上，就是地球变热。而且这些热，并不是一下子消散掉，而是一部分热量被地球通过大气和水的比热容给锁住了。
当然，变热也有很多种方式，热对流，热辐射和热传导。太阳传递过地球热量的主要方式就是热辐射。而地球将这些热分摊到各个地方就会利用到热传导和热对流。
不仅如此，由于地球有足够厚度并且成分比较合理的大气层，所以可以锁住一部分热量，不会让热快速消散。其次，地球表面存在大量的水，我们都知道水的比热容很大，水也可以锁住大量的热量。基于这两点因素，所以地球的昼夜温差并不大。
在太阳系内，地球的能量来源就是太阳，没有太阳辐射，地球可能还转，但是地球上的生命就会消灭殆尽。而这些热量之所以没有在光子的传递过程中被带走，就是因为宇宙的密度实在太低而来。
最后我们来总结一下， 温度是指微观世界中，分子热运动的剧烈程度。根据观测和理论计算，宇宙的密度极其低，一立方米大概也就一个氢原子的水平，所以太空不是温度特别低，而根本体现不出温度来。其次，地球密度远远大于太空，是由大量的分子和原子构成的，因此，地球是有足够的分子和原子吸收太阳辐射，以至于自身分子热运动加剧的，这也是为什么地球可以吸收太阳辐射的原因。
