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太陽溫度高達(dá)5000度,為什么宇宙還是冷的

  我們都知道地球的一年四季是地軸存在傾斜角,使得向陽一面受熱不均勻(太陽光直射的地方就是夏天反之則是其他季節(jié)),我們還知道太陽表面溫度5500℃,內(nèi)部溫度1500萬℃,然而和太陽的超高溫形成強(qiáng)烈對比的是宇宙空間接近絕對零度的超低溫。

  那么宇宙究竟為什么在擁有數(shù)以千萬億甚至萬萬億顆恒星的情況下溫度仍然接近絕對零度呢?

  物理學(xué)告訴我們溫度是大量分子高速運(yùn)動(dòng)后給人的宏觀感受,分子運(yùn)動(dòng)速度越快溫度就越高,而當(dāng)所有分子都在以接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)的溫度就是宇宙的極限溫度,我們把它稱為“普朗克溫度”(準(zhǔn)確數(shù)值是1.416833(85)*10^32K)

  整個(gè)宇宙之所以很冷,這是因?yàn)橛钪婵臻g太空曠了,其中的物質(zhì)密度極低。宇宙空曠到平均密度只有10^-29克/立方厘米,或者說每立方米中僅有5.9個(gè)質(zhì)子。

  所以說宇宙之所以接近絕對零度就是因?yàn)槲镔|(zhì)密度太低,每立方米空間中的粒子再怎么熱運(yùn)動(dòng)也無法讓人類感覺到溫暖,而地球得益于濃厚的大氣層所以才會(huì)給人以溫暖或者寒冷的感覺。

太陽中心溫度為1500萬度,靠源源不斷的核聚變不斷往外部釋放著能量,太陽表面溫度在6000攝氏度左右。然而在太陽附近,稍遠(yuǎn)就很冷很冷了。

  我們銀河系有數(shù)千億顆恒星,每一顆恒星都是一個(gè)太陽,這么多的太陽不斷的放射著能量,怎么太空中還是很冷很冷呢?

  地球表面,空氣密度很高,達(dá)到一個(gè)立方厘米有2.6875*10^19個(gè)空氣分子(約270億億個(gè)),因此能夠與太陽輻射交換和儲(chǔ)存能量,讓人們感到溫度的高低。

  但到了高空,空氣分子就很稀薄了。到達(dá)1000公里高度,空氣分子只有地表的1億億分之一了,因此雖然這里是地球大氣層熱層,粒子溫度可以達(dá)到一兩千度,但如果拿個(gè)溫度計(jì)去測量是感覺不到的,因?yàn)槟抢锏牧W犹”?,很難撞到溫度計(jì),因此實(shí)際測量出來的溫度(太陽不直射的情況下)會(huì)在零下200度左右。

  越到遠(yuǎn)離天體的太空,粒子就越來越少,而到了太空深處,每個(gè)立方厘米就只有幾個(gè)粒子了,甚至一個(gè)立方米才有幾個(gè)粒子。這種地方怎么能夠熱的起來呢?

  這就是宇宙中雖然有無數(shù)的恒星,它們源源不斷輻射著電磁波,而宇宙空間依然很冷的原因。

總結(jié):太陽利用輻射可以加熱宇宙中的少數(shù)分子,但只是九牛一毛,不能改變宇宙的整體溫度,輻射傳熱被限制;被加熱的氣體分子,很難和其他分子產(chǎn)生碰撞,傳導(dǎo)傳熱也被限制;氣體分子過少,無法形成有效的對流,對流傳熱也被限制。

  而在地球上,地球?qū)嶓w以及大氣層中充足的氣體分子,可以有效吸收太陽的熱量:太陽可以直接通過輻射,加熱地球的大氣層分子;大氣分子較多,可以充分碰撞,形成傳導(dǎo);大氣溫度的分布不均,形成對流,即可形成地球的適宜環(huán)境。

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