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  • 太空有多冷?为什么整个地球表面不会结冰?

    真空没有温度。但是,如果你把一个物体放在远离任何恒星、行星或其他物体的外太空某处,它最终会与宇宙微波背景辐射(CMB)达到热平衡(宇宙微波背景辐射是温度为2.7 K的热辐射)。

    太空有多冷?为什么整个地球表面不会结冰?

    图解 : 根据WMAP对宇宙微波背景辐射的观测所绘制的图像。

    恒星不断地产生热量,并将其辐射到真空中。它们也会吸收来自宇宙微波背景辐射的少量辐射。然而,热辐射的功率与温度的四次方成正比。因此,像太阳这样的恒星,它的表面温度接近6000K,其释放的热量将是它从宇宙微波背景辐射中吸收热量的数万亿倍。

    太空有多冷?为什么整个地球表面不会结冰?

    至于行星,它们从太阳那里吸收大量热量的同时,也向外太空释放热量。由于像地球这样的行星表面平均温度接近300K,它释放的热量也是它从宇宙微波背景辐射中吸收热量的数百万倍。毫无疑问,它也从太阳那里吸收大量的热量。通常来说,该行星最终从太阳那里吸收的热量与它释放到外太空的热量是一样的,所以它的温度大致保持恒定。

    太空有多冷?为什么整个地球表面不会结冰?

    事实上,如果太空没有这么冷,我们都会有大麻烦。地球无法散发它从太阳那里吸收到的大量热量,这将导致海洋蒸发加剧。所以我们确实需要外太空的低温来吸收地球的余热。就像太阳一样,如果它不能把它的热量辐射到外太空,那么它很快就会爆炸,因为它的温度会由于其内部持续的核聚变而不断升高。

    太空本身既不冷也不热,因为太空中不存在任何温度可被测量的物质。一些热体,甚至是人体,也会迅速将其吸收的热量散发到真空中。如果没有获得任何可以补充热量的东西,或者无法将热量储存在体内,则该物体将一直散发热量,直到其几乎达到开氏温标下的绝对零度(我建议阅读有关绝对零度的概念,以更好地理解真空)。

    太空有多冷?为什么整个地球表面不会结冰?

    你可能会产生一些疑惑:为什么太阳不会冷却或结冰呢?因为太阳是一颗恒星。而除了一些个例以外,对于大多数恒星来说,由于其重力和庞大的质量,在它们的中心会发生核聚变反应。这些反应可以持续数十亿年,足以产生和维持自身的热量。当然,它们会将热量辐射到周围的空间,而且热量会不断地从中心得到补充。然而,即使是恒星,它们的热量也会不断减少,生命也会走到尽头 (你可以了解更多关于恒星寿命的知识)。

    太空有多冷?为什么整个地球表面不会结冰?

    恒星周围的任何物体都会受到其辐射产生的热量的影响。如果一个星球像地球那样有大气层,那么大气层就会在它的周围储存并且分配一部分热量。因此,恒星不会结冰,除非它的热量受到其倾斜的影响而变得不够多。就像南北极那样,由于地球的倾斜,它们的表面已经结冰,不是吗?

    太空有多冷?为什么整个地球表面不会结冰?

    行星离恒星越远,它所能吸收到的热量就越少,因此它仍然很冷,几乎是冰冻的。如果这颗行星没有大气层,那么即使它处于向阳侧,由于距离太远,它也会被冻住 (你可以阅读更多关于热辐射平方反比定律的资料,以了解热量随距离减少的规律)。由于卫星、邻近的行星和母星的牵引作用,行星内部可能有一些地质活动。这些活动可能会促使它们产生一些热量,但这些热量会辐射到太空中,而且补充的热量几乎不是由于恒星内部的地质活动和核反应产生的。因此,这些行星依然是冻住的,因为没有足够的热量使其表面的物质升温。这并不是说该行星的热量已经完全消失,因为即使是表面温度最低的行星也有一些红外线热量。

    太空有多冷?为什么整个地球表面不会结冰?

    如果一颗行星与恒星之间的距离很短,就像太阳系中的水星一样;并且它没有大气层,那么它的向阳面就会被完全烤焦,直到“被晒掉一层皮”;而背阴面就会被冻住,因为光辐射和热辐射在太空中以直线传播,它们并不会包裹住周围的物体。只有大气层才能环绕地球,并通过空气分子重新分配冷热。

    值得一提的是,在太空中,没有任何种类的分子和空气分子一样稠密;只有少数种类的分子可以从行星、恒星、星云等天体中逃逸出来。

    参考资料

    1.Wikipedia百科全书

    2.天文学名词

    3. forbes- xjb0226

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