Почему в космосе холодно
Перейти к содержимому

Почему в космосе холодно

  • автор:

Насколько холодно в космосе: какие процессы влияют на температуру Вселенной

Насколько холодно во Вселенной

Насколько холодно космическое пространство, падает ли его температура до абсолютного нуля и что будет, если попасть туда без скафандра? Хотя научно-фантастические фильмы заставляют нас поверить, что космос невероятно холодный, даже ледяной, сам космос не совсем холоден. На самом деле у него вообще нет температуры.

Поделиться

Что такое температура и есть ли она в космосе?

Температура состоит из скорости, с которой движутся частицы, и энергии, излучаемой ими во время движения. Таким образом, в действительно пустом пространстве не было бы частиц и излучения, а значит, не было бы и температуры.

Конечно, космос полон частиц, которые во время движения излучают энергию, а значит, производят тепло и температуру. Насколько холодно в космосе, есть ли область, которая действительно пуста, и есть ли место, где температура падает до абсолютного нуля?

Горячие области космоса находятся непосредственно вокруг звезд, где есть все условия для запуска ядерного синтеза. Там объекты действительно нагреваются, когда излучение звезды достигает точки в космосе с большим количеством и плотностью частиц, на которые может влиять температура.

Именно поэтому Земля гораздо теплее области между нашей планетой и ее звездой. Тепло происходит от частиц в нашей атмосфере, которые вибрируют с солнечной энергией, а затем сталкиваются друг с другом, распределяя эту энергию.

RXJ1347


Скопление галактик RXJ1347 одно из самых горячих мест во Вселенной / Фото NASA

Однако близость к звезде не всегда гарантирует тепло. Например, Меркурий – ближайшая планета к нашему Солнцу. Он невероятно горячий днем и ужасно холодный ночью. Его температура падает до -178 градусов Цельсия.

Температура на Уране падает до -224⁰C, что делает его даже холоднее, чем самый отдаленный от Солнца Нептун. Кстати, Нептун все еще ужасно холодный – его температура достигает -214⁰C.

Это результат столкновения с объектом размером с Землю в начале формирования планеты, поэтому Уран, например, вращается вокруг Солнца под экстремальным наклоном, что не дает ему удерживать внутреннее тепло.

Чем дальше от звезды, тем холоднее

Вдали от звезд частицы настолько разбросаны (их плотность меньше), что передача тепла через что-то, кроме излучения, невозможна, а это значит, что температура резко падает. Эта область называется межзвездным пространством.

Важный момент! В зависимости от температуры, густоты и состояния ионизации участков межзвездной среды, температуру в них определяют различные механизмы нагрева и охлаждения.

Механизмы нагрева межзвездной среды

  • Нагрев низкоэнергетическими космическими лучами
  • Фотоэлектрический нагрев пыли
  • Фотоионизация
  • Рентгеновский нагрев
  • Химический нагрев
  • Нагрев частиц пыли

Механизмы охлаждения межзвездной среды

  • Охлаждение путем излучения линий тонкой структуры
  • Охлаждение путем излучения разрешенных линий

Наиболее холодные и плотные облака молекулярного газа в межзвездной среде могут иметь температуру -263 ⁰C, тогда как менее плотные облака могут иметь температуру до -173 ⁰C.

Вселенная настолько широка и наполнена таким количеством объектов, что некоторые из которых невероятно горячи, тогда как другие невероятно холодны. Следовательно, пространство просто не может иметь единой температуры.

В то же время существует кое-что, пронизывающее всю нашу вселенную с температурой, равной одной стотысячной. На самом деле отличие настолько незначительно, что разница между горячим пятном и холодным составляет всего 0,000018 К.

Речь идет о космическом микроволновом фоне (КMФ) более известном, как реликтовое излучение. Оно имеет однородную температуру 2,7 K (-270⁰C). Поскольку 0 К – это абсолютный нуль, эта температура всего на 2,725 градуса выше абсолютного нуля.

Реликтовое излучение – это остаток произошедшего только через 400 000 лет после явления известного как Большой взрыв. Хотя для правильного понимания его следовало бы назвать Большим рассеянием. Это момент, когда Вселенная перестала быть непрозрачной после того, как электроны соединились с протонами, образовав атомы водорода, что остановило бесконечное рассеяние света электронами и позволило фотонам свободно путешествовать.

Карта реликтового излучения


Карта реликтового излучения зафиксированного телескопом WMAP в течение 9 лет / Фото NASA

Таким образом, это ископаемое реликвия, «вмороженное» во вселенную, является последней точкой, когда материя и фотоны были выровнены с точки зрения температуры.

Фотоны, из которых состоит реликтовое излучение, не всегда были так холодны, им понадобилось около 13,8 миллиарда лет, чтобы добраться до нас. Расширение Вселенной привело к красному смещению этих фотонов на более низкие энергетические уровни.

Реликтовое излучение возникло, когда Вселенная была гораздо более плотной и горячей, чем сейчас. Его начальная температура оценивается примерно в 2726⁰C. Поскольку Вселенная продолжает расширяться, это означает, что сейчас в космосе холоднее, чем когда-либо, и температура продолжает падать.

Что произойдет, если попасть в космос без скафандра?

Если бы астронавта оставили дрейфовать в космосе в одиночестве, то влияние почти вакуума космоса не могло бы заморозить астронавта, как это часто изображается в научной фантастике.

Существует три способа передачи тепла:

  • теплопроводность – происходит через прикосновение,
  • конвекция – происходит, когда жидкости передают тепло,
  • и радиация – происходит из-за излучения.

Проводимость и конвекция не могут происходить в пустом пространстве из-за отсутствия вещества, а теплопередача происходит медленно путем радиационных процессов. Это означает, что тепло не передается быстро в космосе.

Поскольку замораживание требует теплопередачи, астронавт, испытавший влияние радиации, – потерявший тепло только путем радиационных процессов, – умрет от декомпрессии из-за отсутствия атмосферы гораздо быстрее, чем замерзнет до смерти.

Если Солнце может нагреть планеты, почему космос холодный — ученые ответили

yevheniya-frusevych.jpg - Евгения Фрусевич

Солнце находится на расстоянии около 150 млн км от Земли, но мы ежедневно ощущаем тепло нашей главной звезды. Однако на самом деле странно, как горячий объект может распространять свое тепло на большие расстояния и при этом не нагревать сам космос.

Итак, почему космос такой холодный, если Солнце такое горячее? Пишет IFLScience.

Читайте также:

Какая температура Солнца?

Солнце довольно горячий космический объект. Его ядро достигает температуры более 15 млн °C, тогда как поверхность (фотосфера) имеет температуру примерно 5500 °C, а корона Солнца (наружная атмосфера) становится горячее дальше фотосферы, достигая температуры 3,5 млн °C.

Какая температура в космосе?

Хотя научно-фантастические фильмы заставляют нас поверить, что космоса невероятно холодный — даже морозный — у космоса нет температуры.

Температуру можно определить в так называемом межзвездном пространстве (пространстве между звездами и галактиками). Она в среднем составляет –270,45°C. Температура может изменяться в этой среде из-за взаимодействия космического пространства с излучением разных источников.

Какая температура в космосе

Почему в космосе холодно?

На самом деле, здесь нет никакого парадокса. Дело в том, что чаще всего люди интуитивно воспринимают Солнце, как большой костер, нагревающий планеты, как поджаренный зефир.

Но работает это не так. Тепло, которое мы ощущаем на Земле, является не прямой теплотой от Солнца, а результатом солнечного излучения. Длины волны по всему электромагнитному спектру, включая видимый свет, взаимодействуют с частицами на Земле.

В то же время в вакууме космоса недостаточно таких частиц, с которыми можно взаимодействовать, недостаточно материи для нагрева с помощью излучения.

Однако это не означает, что вы можете отправить космический корабль близко к Солнцу и ждать очень низких температур. Когда вы ставите вещество на пути солнечного излучения, оно нагреется.

То есть, ответ однозначен — температура может влиять только на материю, ее можно почувствовать только если есть поглощающее ее вещество. Однако в космосе не хватает частиц, и это почти полный вакуум и бесконечное пространство.

Ранее мы говорили, какое самое холодное место во Вселенной и какая там температура.

Напомним, мы писали, могут ли астронавты плавать в открытом космосе.

Также мы сообщали, что ученые рассказали о самой страшной черной планете, пожирающей свет.

Температурный режим: сколько градусов в космосе

Если вы думаете, что зимой в России холодно, подумайте про то, насколько низкая температура ждет вас наверху — в космическом пространстве.

Никита Шевцев
Getty Images

Мы все знаем, что в космосе холодно. Но насколько низкая там температура и можно ли замерзнуть в открытом космосе?

Прежде чем ответить на этот вопрос, нам сначала нужно дать научное определение понятию тепла. Тепло — это мера скорости движения атомов и молекул. В нагретых телах атомы движутся быстро, в холодных — очень медленно. Если атомы полностью останавливаются, они приходят в точку абсолютного нуля. В космосе температура составляет чуть выше — 2,7 Кельвина (-270,45°C).

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Насколько холодно в космосе?

Космос пронизан электромагнитными волнами, но концентрация атомов в нем очень низкая. Мы можем измерить температуру очень рассеянных газов и частиц, которые дрейфуют по космосу. Солнечный и звездный свет могут нагреть эти атомы, если они пройдут мимо, но в конце концов они снова остынут, излучая тепло, и это тепло просто улетит в космос, с небольшим шансом задеть (и, следовательно, нагреть) что-либо еще в этой огромной пустоте.

На Земле вы теряете большую часть своего тепла за счет теплопроводности: атомы в вашем теле сталкиваются с атомами воздуха или воды, передавая эту энергию. Природа стремится к равновесию (когда все движется с одинаковой скоростью), поэтому, если вы теплее, чем ваше окружение, вы начинаете терять тепло. Если вы намного теплее, чем ваше окружение (скажем, вы упали в ледяную реку), вы будете терять тепло гораздо быстрее, чем его вырабатывает ваше тело.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В космосе нет ни воздуха, ни воды, поэтому единственный способ потерять тепло — это излучение. В этом случае ваши теплые и подвижные атомы будут выделять энергию непосредственно в космос. Это медленный процесс, поэтому вы умрете от недостатка кислорода задолго до того, как заметите холод!

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как нагреваются объекты в космосе

Озоновый слой, который оберегает нас от экстремального воздействия космического пространства, «сглаживает» диапазон, в котором колеблется температура воздуха. Давайте представим, что вы осуществили детскую мечту о том, чтобы стать космонавтом. Если вы решили «побороздить галактические просторы» на космическом корабле, вы увидите, что половина вашего «круизного лайнера», обращённая к Солнцу, нагревается до пугающих температур, а в тени он, наоборот, сильно охлаждается. И, чем ближе к светилу, тем эта разница сильнее. Но, надеемся, температура в открытом космосе не погубит ваш корабль.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Какая температура снаружи МКС

Аналогично, как и ваш личный космический корабль, как и все объекты, летающие в открытом пространстве, МКС нагревается со стороны Солнца и охлаждается со стороны. всего остального. Конкретно для Международной космической станции характерен диапазон температур за бортом от -157°C до 121°C.

Почему космонавты не мёрзнут

В самом деле, температура в открытом космосе достигает запредельных по человеческим меркам значений. Почему же галактические путешественники не замерзают? Дело в том, что в космическом пространстве вакуум — отсутствие всего. А, как известно, это состояние — лучший теплоизолятор. Поэтому внутри скафандров у космонавтов специальная система охлаждения. Если бы человек вышел в открытый космос без костюма, он бы раздулся, а жидкости внутри его тела закипели. Так себе участь.

Какая температура в космосе?

Всем нам с самого детства известно, что в африканских странах обычно царит жаркая погода, а в Антарктиде — всегда холодно. Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, насколько тепло или холодно в открытом космосе? Температура является результатом движения молекул, из которых состоят все материальные объекты — чем быстрее движутся эти крошечные частицы, тем объект горячее. Так как в космосе нет никаких частиц и он считается вакуумным пространством, понятие «температура» к нему совершенно не применимо. Однако, чтобы ответ на интересующий многих людей все-таки существовал, ученые уверяют, что температура космоса — это «абсолютный ноль». Но значит ли это, что космические корабли не нагреваются в космосе до высоких температур и там всегда относительно хорошая погода? Что-то не верится, поэтому давайте разбираться.

Какая температура в космосе? В открытом космосе не помогут ни шорты, ни шуба — нужен специальный костюм. Фото.

В открытом космосе не помогут ни шорты, ни шуба — нужен специальный костюм

Вакуум — это пространство, в котором нет никаких веществ, даже воздуха. С переводе с латинского, слово «vacuus» переводится как как «пустой».

Погода в космосе

Если говорить коротко, то «абсолютный ноль» — это самая низкая температура, которая возможна во Вселенной, холоднее уже некуда. В Цельсиях этот показатель равен -273,15 градусам. При такой температуре атомы, которые являются мельчайшими частицами всех химических элементов, полностью перестают двигаться. В открытом космосе молекулы есть, но их очень мало, так что они практически не взаимодействуют друг с другом. Движения нет, а это явный признак «абсолютного нуля», подробнее о котором написано в этом материале.

Погода в космосе. Интересный факт: самая холодная температура воздуха на нашей планете была зафиксирована в 1983 году, на территории Антарктиды. Тогда столбики термометров опустились до -89,15 градусов Цельсия. Фото.

Интересный факт: самая холодная температура воздуха на нашей планете была зафиксирована в 1983 году, на территории Антарктиды. Тогда столбики термометров опустились до -89,15 градусов Цельсия

Экстремальные условия космоса

Итак, по словам ученых, в открытом космосе температура равна -273,15 градусам Цельсия. Но это совершенно не значит, что все попадающие в космос объекты мгновенно обретают ту же температуру. Как и на поверхности нашей планеты, космические корабли, спутники и другие объекты могут нагреваться и охлаждаться, причем до экстремальных уровней. Но передача тепла в космосе возможна только одним способом.

Вообще, существует три способа передачи тепла:

  • проводимость, которую можно наблюдать при нагревании металлического стержня — если нагреть один конец, со временем горячей станет и противоположная часть;
  • конвекция, которую можно наблюдать, когда теплый воздух перемещается из одной комнаты в другую;
  • излучение, когда испускаемые космическими объектами элементарные частицы вроде фотонов (частиц света), электронов и протонов объединяются, образуя движущиеся частицы.

Как вы уже догадались, в космосе объекты нагреваются под воздействием активности элементарных частиц — ведь мы уже выяснили, что температура является результатом движений молекул? Фотоны и другие элементарные частицы могут излучаться Солнцем и другими космическими объектами.

Насколько сильно и быстро будут нагреваться или охлаждаться попавшие в космос объекты, напрямую зависит от их местоположения относительно звезд и планет, размеров, формы и так далее. Например, летящий в космосе космический корабль будет буквально раскален со стороны Солнца, а его теневая сторона будет очень холодной. Чем дальше корабль находится от небесного светила — тем сильнее будет разница в степени нагрева.

Экстремальные условия космоса. При строительстве космических кораблей важно учитывать экстремальные изменения температур. Фото.

При строительстве космических кораблей важно учитывать экстремальные изменения температур

Международная космическая станция постоянно находится под воздействием солнечного света. Сторона, которая обращена к Солнцу, нагревается до 260 градусов Цельсия. Теневая сторона, в свою очередь, охлаждена до 100 градусов Цельсия. Экипажу космической станции иногда приходится выходить на поверхность конструкции и подвергаться резким сменам температур. Поэтому их костюмы оснащены системой нагрева и охлаждения, благодаря которой исследователи космоса чувствуют себя относительно комфортно.

О том, какие бывают скафандры, недавно писал мой коллега Артем Сутягин. Оказывается, они бывают не только космическими.

Чем дальше от Солнца расположены космические объекты, тем они холоднее. Например, температура на Плутоне, которая расположена очень далеко, равняется -240 градусам Цельсия. А самое холодное место во Вселенной расположено в туманности Бумеранг — температурный режим в этом регионе равен -272 градусам Цельсия.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

В общем если вы когда-нибудь фантастическим образом окажетесь в открытом космосе, вам понадобится костюм, внутри которого температура будет регулироваться автоматически. Но резкие изменения температуры — не единственная проблема, которая будет вас поджидать. В космическом пространстве человеческое тело терпит много изменений, о которых можно почитать в этом материале.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *