太阳温度达5500度,连地球都晒热了,为什么太空是冰冷的

温度

要了解这个问题,我们得先从温度说起。那首先,什么是温度呢?如果从微观的视角来看,温度其实就是微观粒子的热运动的剧烈程度。那这句话该如何理解呢?

我们都知道,万物都是由分子或者原子构成的,但是它们并不是整整齐齐地排列的。实际上,它们是很不安分的,到处乱跑。曾经就有科学家想通过花粉粒子在水面上的不规则运动来证明分子的存在,这其实就是布朗运动。

爱因斯坦从数学的角度证明了布朗运动。那分子的无规则运动又和温度有什么关系呢?

科学家发现分子整体的运动状态和温度有关,说的直白一点就是:分子们的平均动能越大,温度就会越快。或者说,分子整体动得越欢快,温度也就越高。

不过,这里我们要强调一下,这其实建立在大规模的统计之上得出的结论。也就是说,如果一个物体要显示出温度来,它得有个物质基础,那就是:分子数足够多。知道了这些,我们再来看这个问题:太空真的很冷么?

太空的温度

实际上,太空并非是绝对零度的,如果非要给它标一个温度,那这个温度应该是2.72K,这里K指的是温度单位卡尔文。也就是比绝对零度还要高2.72度。那为什么会是这样的呢?

其实这是来自于宇宙大爆炸的留下来的余热,这部分余热在宇宙38万岁时,以电磁波的形式在宇宙中传播。我们现在还可以观测到它,被我们称为宇宙微波背景辐射,是天文学家手里的武功秘籍。

但是,实际上,如果有个人意外暴露在宇宙中,他一定不会是冻死的。这是因为背景温度虽然是2.72K,但是温度很难显现得出来。因为宇宙实在太空旷了,通过观测和模型计算,科学家可以得到宇宙的平均密度,按照最新的数据来看,宇宙的平均密度要小于一平方米一个氢原子的水平。这个空旷的程度比我们人类实验室所能做到的真空还空。而我们上文也提到了,温度是给予足够多的分子数才能显示出来的。而由于太空中的分子数实在太少,因此,太空其实显示不出温度来的。

太阳

而我们也知道,在地球上,我们用水来灭火的原理,说白了就是利用水的比热容,降低物体的温度,同时还能隔绝空气,以此来达到灭火的效果。而太阳燃烧其实依靠的是核聚变反应。我们的太阳处于主序星阶段,目前内核正在进行的是氢原子核的核聚变反应,生成氦原子核。

每秒太阳会损失420万吨的质量,这部分质量以能量的形式向外辐射。地球其实只能接收到太阳总辐射量的很小的一部分。

而太阳之所以可以进行核聚变反应说到底其实是因为自身的质量足够大,太阳占据整个太阳系总质量的99.86%。自身的引力促使太阳内核温度急剧上升,达到1500万度,压强增加到200多万个大气压,

在量子隧穿效应的作用下,进行着缓慢的核聚变反应,而不是像氢弹那样一下全炸了。

因此,太阳并不是一把火给点着的,也不存在隔绝空气就不能被燃烧的道理,更涉及不到扑灭的问题,即使你往上使劲浇水,也不起作用。而太空虽然只有2.7K,但是由于分子数实在太少,根本不显现出温度来,也就对于太阳丝毫没有任何作用。但换句换说,即使太空充满了分子,那也会在太阳引力下,成为太阳自身的一部分。太阳到底会不会继续燃烧,其实只和自身的质量有关。

而太阳的辐射穿越整个太空其实是在削弱的,但是由于太阳距离地球足够近,因此,这个削弱并没有太厉害,而地球其实是一个物质聚集的星球,也就是说,构成地球的分子数是足够多的,当太阳辐射来到地球时,这些分子数可以充分地利用太阳辐射来提高自己的动能,这时候温度也就上升了。

总结

最后,我们来总结一下:

温度的本质其实是微观粒子的热运动的剧烈程度。太空并非是绝对零度的,而是2.7K,高于绝对零度2.7度。而由于太空十分的空旷,因此,太空实际上并不能显现出温度来。用低温灭火利用的原理是降低温度,隔绝空气。太阳利用的是核聚变反应,是在引力作用下实现的,和温度和空气无关。地球之所以能够接收到太阳辐射是距离不算太远,可以直接接受太阳辐射。