太陽表面溫度高達5500度,地球都曬熱了,為何太空卻接近絕對零度

天空之城 2022/07/17 檢舉 我要評論

每天,太陽都會從東方升起,再從西邊落下,太陽與地球就像一對互相陪伴的兄弟,熬過了數十億年的光陰。地球圍繞著太陽公轉,這樣在地球上產生了晝夜的變化和四季的更替,同時太陽也給地球帶去了光和熱,為地球的生命提供最基礎的生存保障。

太陽與地球的距離大約為1.5億公里,太陽的表面溫度可以達到5500攝氏度,經過1.5億公里的距離, 太陽產生的溫度還足以將地球上的部分地區烤的火熱,但是神奇的是太空卻接近絕對零度,這究竟是怎麼一回事呢?

太陽

太陽是太陽系的中心天體,其自身的質量就占到了太陽系總體質量的99%以上,太陽系其他的行星都圍繞著太陽進行公轉,它也為其他行星提供了源源不斷的能力補給。太陽能夠產生源源不斷的能量主要還是依賴于自身的內部結構。

其本身是一個熱等離子體和磁場交織形成的理想球體,它的直徑是地球的110倍,體積達到了地球體積的130萬倍,自身四分之三以上的質量是氫,這也為它發光發熱提供了物質保障。

太陽發光發熱的原因是因為它本身就一直發生核聚變。太陽的內部存在一個巨大的核反應區,此處的核心溫度高達1500萬攝氏度,壓力更是相當于3000億個大氣壓。在太陽內部的核反應區,每時每刻都發生著四個氫核聚變成一個氦核的 熱核反應,每秒鐘就可以通過反應6億噸的氫釋放出400萬噸的能量,這樣的能量輸出給地球帶來了大量的光和熱。

當然,太陽進行熱核反應也會消耗自身的質量,但是太陽巨大的質量至少還能維持這種熱核反應至少50億年的時間,也就是說太陽的壽命至少還有50億年。

正是因為太陽的存在,地球才獲得光明和能量。太陽發射的能量以電磁波和微粒輻射的方式向四周的行星進行擴散,這些輻射穿過地球的磁場、等離子體層、電離層后,進入地球的內部環境,影響著地球的地面溫度和生物生存。在炎熱的夏季,太陽活動頻繁的時期,地球磁場會受到嚴重影響,同時充足的太陽光也會提高地球的內部溫度,讓人感受到烈日的炙烤。太陽的光和熱從太陽發出以后,穿過遙遠的太空深處, 經過1.5億公里的「跋涉」,仍然可以炙烤地球的大地,卻不能將太空的溫度升高呢?要搞明白這個問題,我就需要了解一下溫度這個物理量的含義。

溫度

溫度是表示物體冷熱程度的一個基本物理量,根據熱力學定律,溫度的微觀表示為物體分子熱運動的劇烈程度。從分子運動論的觀點來說,物體的溫度表示的是整個物體當中分子運動的平均動能,它屬于一個集合性質的概念,對于單個分子研究其熱運動的劇烈程度是沒有任何意義的。在微觀層面,分子運動得越快,物體的溫度就越高;分子運動得越慢,物體的溫度就越低。

目前來說,人類科學能夠研究所得到的最低溫度就是絕對零度,這是溫度的極限,即 零下273.15攝氏度,在這個溫度條件下,所有的分子運動全部停止,根據熱力學第三定律,絕對零度是無法通過有限的降溫手段來達到的,也就是說絕對零度是一個只能無限接近卻不可能實現的溫度,人類依靠目前的盡可能凍結分子運動的科技手段已經得到了距絕對零度只差三千萬分之一度的低溫。

因此,通過以上對于溫度的分析,根據熱力學定律我們認識到一個物體要想實現熱量的上升,需要滿足兩個條件: 第一個條件是需要有大量的分子,單個的分子是無法統計出整體的表現;第二個條件是大量的分子在做無規律的劇烈運動。

太空接近絕對零度的原因

明白了物體具備溫度的條件后,再解決太空為什麼溫度不高的問題似乎就變得簡單了。外太空是一個真空環境,根據普朗克衛星的觀測數據,外太空的密度非常低,低到一平方公尺內甚至不到一個氫原子。

換句話說,外太空的環境當中幾乎無法找到大量的分子,這種極其空曠的環境根本就不存在分子進行劇烈碰撞的機會,而且宇宙的空間一直在不停的膨脹,這樣只會繼續加大分子間的距離,溫度也會因為分子碰撞機會的減少而越來也低,最終無限的逼近于絕對零度。

地球溫度升高的原因

地球的情況則與外太空截然相反,地球存在大量的分子,而且這些分子密度很大,無時無刻不在進行劇烈的分子碰撞,這就為溫度的升高創造了條件。

地球上大量的分子在接收到來自太陽的照射以后,會獲得大量的能量進行更為劇烈的分子運動,這也就為物體溫度的進一步提高提供了條件。

同時,地球擁有非常厚實的 大氣,大氣不僅可以完成地球的保溫工作,減少地球熱量散失到太空,而且大氣還可以通過逆輻射的方式將白天太陽照射揮發的熱量在晚上重新返給大地,同時大氣也能夠在太陽照射時吸收掉一部分的輻射,這樣的大氣既能夠減少輻射量,又能夠起到保暖作用。

而且,地球的表面擁有大量的 ,海洋面積占到了71%,水是一種比熱容較大的物質,它能夠在吸收熱量以后長時間保持溫度的恒定,這也讓地球能夠保持氣溫的恒定。

然而,目前地球溫度異常升高還帶來了很大的生態危機,隨著人類活動的進一步活躍,大量化石燃料的燃燒釋放了非常多的二氧化碳等 溫室氣體,這些氣體會進一步提高地球表面的溫度。

而且作為「地球碳庫」的北極近年來也有將其儲存的數萬億噸 甲烷釋放的可能,一旦這些深埋地下的甲烷被釋放出來,這將會進一步提高地球的溫度,嚴重的甚至會威脅生態安全和生物多樣性。 正是因為大氣層的保護和太陽源源不斷的熱量補給,地球上的生物才有了生活下去的基本條件。

太空環境雖然因為其環境當中存在分子數量過少,而導致環境溫度一直接近于絕對零度,但是太空環境還是存在一定溫度的,這些溫度都是當年 宇宙大爆炸后產生的,但是隨著宇宙不斷的膨脹,溫度也在越來越低。

地球環境因為存在大量的分子而能夠接收到太陽的光和熱,并形成適宜人類生存的溫度,但是我們也要警惕近年來日愈嚴重的的溫室效應,盡可能減少溫室氣體的排放,將我們人類共同的家園保護好。

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