Странная нигилистическая причина, почему космическое пространство такое холодное

Странная нигилистическая причина, почему космическое пространство такое холодное

Далеко за пределами нашей солнечной системы и за пределами дальних реакторов нашей галактики — в огромном небытии космоса — расстояние между частицами газа и пыли увеличивается, ограничивая их способность передавать тепло. Температура в этих пустых регионах может резко упасть до -455 градусов по Фаренгейту (2,7 Кельвина). Ты уже дрожишь?

Но почему вакуум космоса такой холодный? Ну, это сложно.

Для физиков температура — это скорость и движение. «Когда мы говорим о температуре в комнате, ученый не может говорить об этом», — говорит астроном Джим Соуэлл из Технологического института Джорджии. «Мы будем использовать выражение «тепло» для определения скорости всех частицы в данном объеме».

Большинство, если не все тепло во вселенной исходит от звезд, таких как наше солнце. Внутри Солнца, где происходит ядерный синтез, температура может подниматься до 15 миллионов кельвинов (на поверхности они достигают только около 5800 кельвинов.)

Тепло, которое покидает Солнце и другие звезды, распространяется через пространство в виде инфракрасных волн энергии, называемых солнечной радиацией. Эти солнечные лучи только нагревают частицы на своем пути, поэтому все, что не находится прямо перед солнцем, остается холодным. Действительно круто.

Ночью поверхность даже ближайшей к Солнцу планеты, Меркурия, опускается примерно до 95 Кельвинов. Температура поверхности Плутона достигает около 40 Кельвин. По совпадению самая низкая температура, когда-либо зарегистрированная в нашей солнечной системе, была намного ближе к дому. В прошлом году ученые измерили глубины темного кратера на поверхности нашей луны и обнаружили, что температура упала примерно до 33 Кельвинов, по данным New Scientist.

Это СУПЕР холодно, как -400 градусов по Фаренгейту.

Пустое пространство?

Черная дыра
Черная дыра

Но наша вселенная огромна и невероятно обширна. Как насчет вакуума пространства?

Ну, вот где все становится сложнее. В ближних и далеких галактиках сеть пыли и облаков, которая переплетается между звездами, наблюдалась при температуре от 10 до 20 Кельвин. Редкие карманы пространства, которые содержат небольшое, но космическое фоновое излучение, оставшуюся энергию от формирования вселенной, колеблются в пределах 2,7 Кельвина.

Эти температуры находятся в опасной близости от неуловимого измерения: абсолютного нуля. При абсолютном нуле, который составляет -459,67 градусов по Фаренгейту — движение или тепло не передаются между частицами, даже на квантовом уровне.

В космическом вакууме частиц газа мало и они находятся далеко друг от друга — около одного атома на ложку или 10 кубических сантиметров, согласно Кварцу, — поэтому они не могут легко передавать тепло друг другу посредством проводимости и конвекции. По данным UniverseToday, тепло в космосе может передаваться только посредством излучения, которое регулирует, как частицы света или фотоны поглощаются или испускаются.

Чем дальше вы путешествуете в межзвездное пространство, тем холоднее оно становится. «Я не знаю, что вы когда-нибудь дойдете до абсолютного нуля», — говорит Соуэлл. «Вы всегда будете видеть свет, и будет какое-то движение». Могут быть карманы вселенной, где температура падает до 1 Кельвина выше абсолютного нуля, отмечает он, но пока самое близкое измерение к абсолютному нулю имеет наблюдался только в лабораториях здесь на Земле.

«Люди на самом деле очень хороши в создании экстремальных температур», — говорит Аслдэйр Гент, аспирант по физике астрочастиц в Технологическом институте Джорджии. Ученые могут воссоздать те же температуры, что наблюдаются в космическом вакууме, а также внутри ядра звезд, таких как наше Солнце.

Наша защитная атмосфера

Вид с высоты на облака
Вид с высоты на облака

Вернемся сюда, на Землю, у нас полегче. «У нас могут быть высокоскоростные частицы, проносящиеся за пределами атмосферы Земли, но если вы снимите свой скафандр, вы почувствуете холод, потому что вас не так много поражает, — говорит Соуэлл. «Здесь, на поверхности земли, частицы движутся не очень быстро, но их миллионы».

Атмосфера Земли отлично справляется с циркуляцией солнечного тепла посредством проводимости, конвекции и излучения. Вот почему мы так остро ощущаем изменение температуры на Земле. «Частицы движутся чуть быстрее из-за солнечного света или погодных условий», — говорит Соуэлл.

Когда мы выходим за пределы безопасности и ограничений нашей планеты, мы надеваем скафандры и путешествуем на космических кораблях, которые помогают защитить нас от этих экстремальных температур. Здесь важна большая доза творчества и много изоляции.

Например, скафандры эпохи Аполлона имели системы отопления, включающие гибкие катушки и литиевые батареи. Современные костюмы оснащены крошечными микроскопическими шариками из химически активных химикатов, которые помогли защитить астронавтов от холодной температуры. Космические скафандры Артемиды, которые доставят следующего мужчину и первую женщину на Луну в 2024 году, оснащены портативной системой жизнеобеспечения, которая поможет будущим луноходам регулировать свою температуру на Луне и за ее пределами.

Если вы будете плестись между галактиками в космическом вакууме без скафандра, тепло от вашего тела — около 100 Вт, по данным Space.com — начнет излучаться от вас, потому что проводимость и конвекция не работают в космосе. Это будет медленный, холодный путь, и, в конце концов, вы замерзнете до смерти. Но … скорее всего, ты сначала задохнешься.

В конце концов, космос — это крайности.

Оцените статью
Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.