太阳的表面温度(太阳表面5500度,地球都被晒热了,为何太空却冷得接近绝对零
太阳的表面温度(太阳表面5500度,地球都被晒热了,为何太空却冷得接近绝对零度)
综述
世界上最低的气温是多少度?熟悉科学的朋友会毫不犹豫的回答:-273.15℃。
没错,绝对零度确实是人类目前已知的最低温度,处在该温度下连分子运动都会被完全冰冻,不会有任何物质活动的痕迹。
不过这一极寒温度在人类生活的地球上可感受不到,它存在于地球之外的太空中。
这时就有朋友好奇了,作为太阳系主要热源,太阳表面温度接近5500度,连远在1.496亿公里外的地球都考热了,为何太空却冷得接近绝对零度呢?
想搞清楚这个问题,咱们得先了解温度的概念。
什么是温度
从
物理学领域来讲,温度就是表示物体冷热程度的物理量
,物体的热量越高,那它的温度也就越高,反之亦然。
后来微观物理学发展再次补充了温度的含义,从微观上讲它是物体分子热运动的剧烈程度;这是什么意思呢
?当物体分子运动越快时,温度也就越高。
其实从以上定义中我们也能发现,
要形成温度至少要保证两个前提:首先得有物质,其次物质内部的分子要做热运动。
严格来说这就是一个前提,因为世界万物都是由原子构成,原子组成分子,分子组成物质,进而有了世界万物。
可大家得知道,构成物质的分子不是固定不定的,它会以物质为媒介到处乱晃,而且还是无规则运动。
有时候外来分子路过时,该物质的分子还会热情招呼,这得看外来分子的属性,如果双方合得来,那彼此之间交流更频繁,
分子热运动越快,物体温度也就越来越高。
从这个概念来说,物体温度是没有上限的。
因为分子运动本身就没有上限,它们只会创造出越来越越高的温度。但温度却有下限,什么时候温度最低呢?那就是分子之间彼此静止,再也运动不了的时候,
这一温度就是绝对零度,也是-273.15℃。
太阳的表面温度有多高
知道了温度的概念,我们再来说说太阳,
太阳是太阳系众多天体运动的核心,也是地球生命生存最重要的前提。
世界上最早计划测量太阳温度的是
18世纪俄国著名天文学家采拉斯基教授。
他曾选取直径为1米的凹面镜在万里晴空下对准太阳,随着太阳日光辐射下来,那凹面镜的焦点处也形成了一个硬币大小的图案。
接着采拉斯基教授把金属片放在焦点内,金属片受热迅速弯曲和融化,
根据金属片弯曲的时间,采拉斯基教授推测太阳温度至少有3500度以上。
虽然这种模糊的测试方法不能得到准确值,但却给了后来科学家提供了一种新的途径:即
通过太阳辐射量确定太阳表面温度。
于是19世纪的科学家前赴后继,通过测量太阳总辐射量,或是光谱分析、或是射电技术,
推算出太阳表面温度约为5500度。而处在该温度下太阳每分钟发射的总辐射量功率为280亿亿亿瓦。
地球接收到太阳的热量大约占总辐射量的二十亿分之一,这已经足以让生活在地球的人类感受到温暖。
根据相关资料显示:
受到太阳的影响,地表普遍温度约在15度左右。
太阳对外发出光子穿越茫茫太空来到地球,我们当然要欢迎,组成地球的分子同太阳光子交流频繁,热运动自然就开始了。
不过也有人却发现,虽然地表能接收到太阳温度,可太阳光途径的太空仍然是绝对零度,仿佛太阳光绕过了太空直达地球。
这真的可能吗?从光的传播原理来看,这是绝对不可能发生的事情。那由此就诞生了我们的核心问题:
太阳表面5500度,地球都被晒热了,为何太空却冷得接近绝对零度?
为何太阳烤不热太空
想要解释这一问题并不复杂,大家还记得上文我们提到的,想要产生温度的定义吧?即必须要有分子做热运动。可
太空显然不符合温度的前提,因为人家压根儿就没有任何物质,也不存在组成物质的基本粒子:分子、原子和离子。
当然,
这里的物质指的是有静态质量的物质,因为这些物质会随着万有引力作用被周边天体吸附
,留给太空的就变成绝对真空的环境,哪里还有什么组成物质的基本粒子呢。
所以你不能说太阳无法将太空给考热,而是太空中根本没有任何东西,它的热源在哪呢?
举个最简单的粒子,太阳辐射出去的带有热量的光子热情来到太空,
准备同太空这个友好邻居交流一番。可是当它跑过来一看,太空家里啥人没有,
它这一腔的热情没地方释放啊!
转头发现周围各大天体中有不少分子正热烈欢迎它们呢,光子索性不再停留,就去温暖别人了。
最后做个总结,太空属于真空环境,具有物质密度低、压强低等特点,分子和原子等基本粒子在这里很少存在,
所以太空无法吸收太阳辐射的能量,更不容易产生分子热运动。
有了上述条件的限制,温度在太空中确实很难存在。
结语
不得不说
,宇宙的奥秘对人类来说宛如黄河之沙,每当我们以为丰富了宇宙学说时,就会有新的问题产生引导人类保持探索的脚步。
这大概也就是科学的魅力吧,面向深邃而又无穷的宇宙,我们将保持终身探索的习惯。