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太陽表面5500度,地球都曬熱了,為什么太空卻接近絕對零度?

來源:hao123百家號     時間:2022-03-13 12:44:15

綜述

在地球上生活的人類無時無刻不需要仰仗太陽的鼻息,地球運轉的能量幾乎大部分都是來自太陽,人們感受適宜的溫度同樣也是太陽光穿過1.5億公里的宇宙深空傳遞過來,溫暖了我們的生活。

這其實是個非常奇怪的現(xiàn)象,我們都知道太陽表面溫度達到了驚人的5500度,能把1.5億公里外的地球曬的熱浪襲來,可為何途徑中的太空卻仍然處于絕對零度呢?

太陽因核聚變產(chǎn)生劇烈高溫

作為太陽系中質(zhì)量最大的天體,太陽占據(jù)太陽系總質(zhì)量的99.86%,可以說太陽系中全部的行星都需要仰仗太陽的引力而活;太陽就像是個大家長,有時候幫助行星擺正軌道,有時候為行星提供光亮和溫暖。

太陽表面溫度可達5500度,能夠溫暖太陽系中的眾多行星;可大家想過沒有,太陽的溫度到底是如何產(chǎn)生的呢?

原因很簡單,一是引力、二是質(zhì)量。太陽巨大的質(zhì)量在宇宙中能夠產(chǎn)生強大的引力,這種引力不僅僅是對外的,還有反饋給太陽自身的。

在引力的作用下,太陽內(nèi)核溫度可以上升到1500萬攝氏度,產(chǎn)生200多萬個標準大氣壓。

其他星球要么是固態(tài)、要么是氣態(tài),液態(tài)行星雖然比較少,但終究也是存在的??商柌⒉粚儆谶@三種類別,太陽是等離子態(tài)的恒星,這意味著太陽內(nèi)部實際上充滿了大量的基本粒子,如光子、電子、原子核等等。

在量子隧穿效應以及弱相互作用下,太陽內(nèi)部爆發(fā)的核聚變反應將氫原子核轉變成了氦原子核,由此產(chǎn)生大量的能量。不過這并非一蹴而就的事情,太陽內(nèi)部的核聚變甚至要持續(xù)百億年的時間,這其中肯定會有中微子和光子的產(chǎn)生。

光子和中微子被太陽賦予的職能各不相同,中微子移動速度極快,可以攜帶太陽的溫度迅速穿過太陽表面,來到各個行星周圍。

其實地球無時無刻不在被太陽中微子穿過,這也是我們能夠感覺到溫度的主要原因。

但光子的運行速度可就慢上不少,主要是因為太陽本身是等離子態(tài)的,其內(nèi)核產(chǎn)生光子后會受到電磁的相互影響,它一路走過來都是磕磕碰碰的,速度自然也就減緩了不少。

中微子從太陽到地球最多不過8分20秒,可光子從太陽內(nèi)核走到太陽表面,卻需要整整14萬年的時間。

不可否認的是,太陽的存在為地球生命提供了穩(wěn)定的溫度環(huán)境,那些攜帶熱量的中微子橫跨太空而來,盡職盡責的改善地球環(huán)境,養(yǎng)育人類文明。

可是讓大家好奇的是,既然太陽能夠?qū)⑦h在1.5億公里外的地球給曬熱,為何在途徑太空的過程中不能將太空暖熱呢?直到現(xiàn)在太空仍然接近零度,太陽的溫度怎么就燒不起來太空?

太空為何不能被曬熱?

科學家發(fā)現(xiàn),以地日距離為半徑畫圓,幾乎整個圓圈內(nèi)的空間都是處于絕對零度的,嚴格來說要比絕對零度高一點點,約2.72K左右,但這意味著太空同樣冷的嚇人,人類根本無法接觸太空,否則會被瞬間凍成冰塊。

其實宇宙在最開始并非是這般狀態(tài),科學家認為,宇宙的形成源自于一次奇點的大爆炸,這次爆炸導致宇宙發(fā)生劇烈膨脹,其內(nèi)部溫度高得嚇人。不過隨著膨脹越來越廣闊,宇宙的溫度也在持續(xù)下降。

有機構曾模擬過宇宙大爆炸時的場景,爆炸后最初形成的宇宙就像是一鍋煮沸的開水,其內(nèi)部充滿了粒子的劇烈運動。

38萬年后,這鍋被煮沸的粒子終于冷靜了下來,宇宙溫度也下降到2700度,此時電子和原子核已經(jīng)組成了基本的原子結構,連光子都開始在宇宙中穿梭。

截止到現(xiàn)在為止,宇宙已經(jīng)沒有任何溫度而言了,太空也沒有任何粒子在運動,宇宙范圍越來越廣,溫度卻持續(xù)下降,最終接近絕對零度的臨界值。這實在讓人匪夷所思,為何太陽的溫度不能傳遞到太空中呢?

想要弄明白這個道理,我們就必須搞懂溫度的概念。

從微觀領域來看,溫度本質(zhì)上就是物體粒子熱運動的劇烈程度;世界萬物都是由基本粒子構成,但這些粒子不是非常規(guī)矩的排列在一起,而是無時無刻都在做著微觀運動,粒子運動的頻率越劇烈,產(chǎn)生的溫度也就越高。

地球之所以能夠感覺到太陽的溫度,是因為地球是本就是由大量的物質(zhì)粒子構成,當太陽的光子降臨到地球時,就像是在油鍋里面滴一滴水,粒子熱運動頻率越來越快,我們自然能夠感受溫度的變化。

可問題是,太空中并沒有粒子運動的條件,絕對零度是什么概念?

就是所有的粒子運動都會停止,太空處于完全真空的狀態(tài)。當太陽的光子經(jīng)過太空時,根本就沒有東西能和其產(chǎn)生反應,熱運動自然也就做不起來。太空根本就沒辦法被太陽曬熱,即便太陽的溫度在上升幾個等級都不行。

結語

如果不是地球外圍有大氣層的保護,實際上以太空的惡劣條件根本就沒辦法誕生生命,人類無法在太空上生存,除非穿上特殊定制的宇航服才能在太空中完成短期作業(yè)。

但即便如此太空作業(yè)仍是困難無比,許多設備都要考慮太空中極端的溫度反應,既不能被凍僵,也不能被太陽輻射曬化了。

標簽: 絕對零度

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