Почему в космосе холодно
Перейти к содержимому

Почему в космосе холодно

Почему в космосе холодно, если Солнце горячее?

Почему в космосе холодно, если Солнце горячее?

Хоть Солнце и удалено на 150 миллионов км от нашей планеты, это не мешает ему дарить нам свое тепло ежедневно. Если даже на Земле температура доходит до +50°C и даже +60, зарегистрированных буквально в прошлом году в Кувейте, то что же происходит на более близком расстоянии к звезде? Но более интересно то, почему в космосе все равно холодно, если Солнце такое горячее? Об этом мы сегодня и поговорим.

Что такое тепло и температура

Для начала немного окунемся в матчасть, чтобы понять «откуда ноги растут». Первое, что нам нужно уяснить, это разница между словами «тепло» и «температура». Очень часто они используются как синонимы, но это не совсем правильно. Говоря простыми словами, тепло – это энергия. Она хранится как внутри Солнца, так и в нас с вами. А температура – измерение той самой энергии, способ вычислить, насколько теплый/холодный какой-нибудь объект или среда. Когда тепло покидает тело, его температура понижается.

«Выход» тепла из одного объекта и его переход в другой может осуществляться тремя способами: проводимостью, конвекцией и излучением. Проводимость характерна для твердых объектов. При нагревании более горячие частицы сталкиваются с более холодными и таким образом передают им тепло. Конвекция относится к газам и жидкостям. Вы наверняка знаете, что тепло не опускается, а поднимается. Именно поэтому в комнате под потолком всегда температура чуть выше, чем внизу. То же самое касается и поверхности воды, где заметно теплее, чем на дне. Это происходит благодаря конвекции. Молекулы жидкости или газа нагреваются и устремляются вверх. Там они вытесняют холодные молекулы, которые в свою очередь опускаются вниз.

Что такое тепло и температураЧто такое тепло и температура

При излучении объект передает свое тепло в виде света. Возможно, для кого-то это станет открытием, но излучение характерно вообще для всего вокруг нас и для нас самих тоже. Люди также излучают тепло в форме инфракрасных волн. Увидеть это невооруженным глазом, конечно же, нельзя, но вот на тепловизоре – легко. Так работают различные приборы ночного видения и прочие инфракрасные камеры. Чем наблюдаемое тело горячее, тем больше тепла излучает и ярче светится на тепловизоре. Самым ярким примером (простите за каламбур) теплового излучения является наша звезда, которая отдает свое тепло всем планетам, вращающимся вокруг нее. Кому-то больше, кому-то меньше, но светит Солнце всем.

Если вы уловили все выше сказанное, то знайте, что мы уже близки к ответу на вопрос: «Почему в космосе холодно, если Солнце горячее?». Итак, для проводимости и конвекции необходимо определенное количество частиц, которые будут передавать тепло между собой, например, частицы воздуха в земной атмосфере. Но проблема космоса заключается в том, что там таких частиц крайне мало (и воздуха там нет, там вообще ничего нет, кроме вакуума), поэтому там эти два способа теплопередачи неэффективны от слова совсем.

Что же тогда остается? Правильно, излучение. Оно движется от Солнца и попадает на какой-либо объект, который начинает его поглощать. На Земле в этом случае сработала бы проводимость или конвекция, так как здесь есть достаточное для этого количество частиц материи, в нашем случае – воздуха. Но в космосе это не сработает, потому что в вакууме не хватает той самой материи, которая могла бы поглотить солнечное тепло и передать его другим объектам. Поэтому в космосе и холодно.

Почему в космосе холодноПочему в космосе холодно

Почему в тени так холодно

Как вам известно, в тени всегда прохладнее. Особенно сильно это заметно ночью, когда даже в летний период может быть достаточно холодно. Теперь вы знаете, что это объясняется отсутствием солнечного излучения в этой части планеты. Это полушарие просто повернуто в другую сторону – одно из доказательств того, что Земля круглая. Но сейчас не об этом.

Если в пределах нашей планеты во тьме температура падает на несколько градусов, то в космосе эта разница просто колоссальна. Вспомните тот же Меркурий, который невероятно горячий с одной стороны и дико холодный с другой. Но давайте для более наглядного примера возьмем что-нибудь поближе, например, Луну. Сторона нашего спутника, повернутая к Солнцу, нагревается до +127 градусов по Цельсию. В это время обратная сторона мерзнет при -173. Почему же такой же эффект не наблюдается на Земле? Все из-за атмосферы. Именно она равномерно распределяет солнечное излучение, обеспечивая нам постепенное снижение и увеличение температуры, а не резкое. Если бы Земля не вращалась вокруг своей оси, температура на темном полушарии постепенно продолжила бы падать, а на светлом – повышаться.

Еще один известный пример – солнечный зонд Parker, который был отправлен изучать наше светило. Он использовал теплозащитный экран, чтобы не сгореть от солнечного излучения. И температура этого экрана повышалась до 120 градусов, а вот сам зонд, который за ним прятался, промерзал до -150.

Почему в космосе холодно?

В космологии есть такое понятие "терминатор" (оно не имеет ничего общего со Шварцнеггером). Терминатор — это граница между светом и тьмой на планете, такая как бы грань, линия. Там, куда попадают лучи Солнца, там — светло и жарко. Там, куда они не попадают — там темно и холодно. Терминатор имеет место, как я понял, на планетах, где очень часто происходит их закрытие от Солнца другими небесными светилами.

То же самое можно сказать и в отношении космического пространства. Там, куда попадают лучи Солнца, можно изжариться. Если же вы будете находиться в "тени" — замерзнете насмерть. Граница между теплом и холодом в космосе очень огромная и резкая.

Так как атмосферы в космосе нет, то теплопередача осуществляется только путем излучения Солнца. Лучи, попадая на любое тело, нагревают его очень сильно, так как от этого излучения ничего не защищает. Как только Солнце закрылось или спряталось за планету, получение тепла моментально прекращается и наступает холод. Абсолютный ноль (-273 градуса по Цельсию).

Поэтому ваше тепловое самочувствие в Космосе будет зависеть от того, попали ли вы под лучи Солнца или нет.

Если Солнце горячее, то почему в космосе холодно?

Все объекты Солнечной системы получают тепло и свет от единого источника – Солнца. Это гигантская раскаленная сфера, благодаря которой на Земле смогла возникнуть и развиться жизнь. Но если Солнце настолько горячее, то почему в космическом пространстве холодно?

Давайте сравним температурные показатели. Что значит раскаленность Солнца в цифрах? Ну, если вы окажитесь в ядре, то температура поднимется до 14 млн. К! Поверхность кажется более прохладной, но это все равно огромная цифра в 6000 К.

А вот космическое пространство достигает по нагреву 0 К или -273.15°C (без учета реликтового излучения). Почему так происходит? Почему космос не прогревается?

Тепло распространяется через космос в виде излучения. Это инфракрасная волна энергии, перемещающаяся от более раскаленных объектов к холодным. Волны излучения пробуждают молекулы, с которыми контактируют, заставляя их нагреваться.

Космическое пространство достигает по нагреву 0 К или -273.15°C

Именно по такой схеме тепло распространяется от звезды к Земле. Но есть один момент: излучение нагревает лишь молекулы и вещества, расположенные на пути, а все остальное остается холодным.

На Земле воздух остается теплым даже в тени и в ночное время, потому что тепло распространяется тремя способами: проводимость, конвекция и излучение. Когда звездные лучи накаляют молекулы в земной атмосфере, то те передают дополнительную энергию остальным молекулам. Возникает цепная реакция, которая нагревает те области, что остались за пределами солнечного луча.

Но космическое пространство представляет собою вакуум (почти пустое). Молекулы газа слишком маленькие и отдалены на большие дистанции, чтобы постоянно сталкиваться и обмениваться теплом. Так что даже при солнечном нагреве проводимость не срабатывает. То же самое касается и конвекции, которая работает при силе тяжести и неэффективна в невесомости.

Космический зонд Паркер отправился изучать солнечную атмосферу

Об этой особенности приходится задумываться инженерам, проектирующим космические корабли, которые совершают дальние космические путешествия или приближаются к Солнцу. Интересным примером кажется зонд Паркер, который отправили изучать солнечную атмосферу.

То есть, этот космический корабль постепенно приближается к самому аду Солнечной системы, но он все еще цел! Все дело в защитном тепловом экране, который гарантирует, чтобы солнечные лучи не попали на поверхность зонда. И выходит, что ему приходится с одной стороны выдерживать невероятный нагрев и параллельно с этим находиться в холодном космическом пространстве.

Приходится придумывать различные системы, которые позволяют кораблю оставаться достаточно холодным и избегать короткого замыкания, но при этом не перегреваться и не плавиться от солнечного нагрева.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.