太阳温度高达5000度,为什么宇宙还是冷的?

董其斌


"太阳温度高达5000度,为什么宇宙还是冷的?\


漫步的小豆子


太阳的表面温度高达5500摄氏度,而宇宙中还有很多能够发光发热的恒星,仅银河系中最少也有一千亿颗恒星,但数以亿计的恒星并没有把宇宙加热到很高的温度。事实上,宇宙的平均温度非常的低,只比绝对零度高了2.73度,即-270.42摄氏度,这要远低于恒星的温度。

首先,需要注意的是,空间本身没有温度的概念。因为空间不是物质,而温度是表征组成物质的原子和分子的热运动剧烈程度。恒星会发光,这些光携带着能量在真空中传播,当它们撞上物体时,光的能量会被物体吸收,所以物体的温度会升高。

整个宇宙之所以很冷,这是因为宇宙空间太空旷了,其中的物质密度极低。宇宙空旷到平均密度只有10^-29克/立方厘米,相当于水的密度(4摄氏度、1个标准大气压)的10万亿亿亿分之一,或者说每立方米中仅有5.9个质子。

在银河系中,恒星的平均距离大约为4光年。太阳的辐射功率约为3.828×10^26瓦,那么,在距离太阳2光年的地方,每平方米所会接收到的太阳能仅有0.000000085瓦(8.5×10^-8瓦)。这还是充满恒星的星系的情况,而星系和星系之间存在更为广阔的星系际空间,那里的物质密度更低,所能接收的热量还要低得多。

宇宙在诞生之初很小,那时的物质密度极高,并且温度也极高,达到了理论最高的普朗克温度(1.4亿亿亿亿度)。随着宇宙的不断膨胀,温度逐渐降低。在宇宙诞生只有1000万至1700万年的时候,宇宙的平均温度大约为0度至100度,这意味着生命可能很早就在宇宙中出现了。138亿年过去了,经过了大幅度的膨胀,宇宙的平均温度已经降低至-270.42摄氏度。现在的这些热量都是从早期宇宙中残留下来的,它们被称为宇宙微波背景辐射。


火星一号


这个问题很简单,不需要写得长篇大论的。

太阳温度高达5000度,为什么宇宙还是冷的?宇宙无限大,太阳在宇宙中,就如同一粒尘埃,或许比尘埃都要微小。

假设宇宙是一块50000公顷的土地,太阳是一根蜡烛,那么这根蜡烛能照亮,这50000公顷的土地吗?肯定不能。


蜗牛咕噜


温度表示的是物体的冷热程度,其实本质上就是物体分子运动平均动能的标志。太阳的表面温度有5500℃,内部核心区域的温度更高,大约有1500万℃。这表明在太阳上面物质分子之间的运动是非常剧烈的。

图示:太阳表面温度5500℃

太阳在宇宙中并不是温度最高的恒星。宇宙中很多恒星的表面温度都是比太阳高的。比如牛郎星的表面温度就有8000℃,织女星的表面温度高达10000℃。目前已知的质量最大的恒星R136a表面温度竟高达5.3万℃。但这还不是温度最高的恒星。目前已知的表面温度最高的恒星叫做WR 102,这是一颗沃尔夫-拉叶星,距离地球8500光年。这颗恒星的表面温度高达21万摄氏度是太阳温度的38倍!

但是只要是恒星,那就不是宇宙中温度最高的天体。在宇宙中中子星的的温度可达上百万度。比如著名的蟹状星云中心的那颗中子星表面温度就高达160万摄氏度。这还不算什么。超新星在爆炸的瞬间,温度可高达几亿到几十亿度。一些恒星内部核聚变都无法产生的元素,像金,铂这样的元素就在这瞬间的高温中产生了。

图示蟹状星云中心想中子星表面温度高达160万度

可以说宇宙的最高温度几乎是没有上限的。那有意思的是,宇宙中有这么多高温的天体为什么还是冷的呢?原因很简单,宇宙太大了,天体彼此之间的距离是非常大的。打个比方,如果太阳是一个100瓦的白炽灯泡,当它亮着的时候,摸上去是很热的。假设距离太阳最近的恒星比邻星也是一个亮着的白炽灯泡。但是按照比例来看,它们两个之间的距离至少隔着1000公里以上。太阳和比邻星这两个白炽灯泡是无法让1000公里范围内的空间热起来的。

图示:宇宙膨胀温度示意图

宇宙中不但天体之间的距离非常空旷,就连物质也是极为空旷的,太空中的物质密度几乎接近于真空。既然物质密度极低,那么宇宙空间中的分子运动平均动能就非常低了。因此宇宙还是冷的。实际上宇宙的平均温度只有-270.5℃,只比绝对温度高了那么一点点。

以上是我对这个问题的一些看法,不当之处欢迎大家指出!


兔斯基聊科学


太阳温度虽然高达5000度。但太阳于各个恒星之间。相差的距离也是非常遥远的。就像我们地球。所感受到的太阳温度也只是稍微被覆盖了一下而已。

当然离太阳太阳稍微近一些的星球。就没有那么走运了。他们的地表温度就非常的高。生命没有办法在上面生存。

而我们的航天飞行器。说登录宇宙的位置。离太阳也相当远。而且就算我们的飞行器有足够的速度,达到了光速以上。想靠近太阳。也是不可能的。

太阳跟我们的地球刚好是相反的一个状态。太阳的表面温度有5000度。而我们的地球地心温度有6800度。其实相对来说我们的地球会更热一些。但我们依然感觉不到烫。那也是因为我们生活在地壳上。这层地壳厚度有17km。而且主要成分是,导热性很差的硝酸盐。所以我们生活在地壳上并不会感到地心的热。

大自然有它神奇的安排。每种自然现象都有它可以解释的答案。只要我们人类能够达到足够的文明。就会把这些未知的谜团。一揭开它的谜底。


小树驿站


这个问题其实非常简单,太阳的温度再高,也需要通过红外线辐射传播,而在宇宙中可以传播温度的介质非常少,从而导致太阳的温度无法加热宇宙。

那么宇宙都不能被加热,为什么地球却能被加热?

这类问题不需要天文学知识,只需要简单的物理知识就能搞定。

温度传播主要通过三种方式:辐射、传导、对流

宇宙中的温度在零下235℃左右徘徊,而地球的温度却非常宜人,这些都归结于太阳的温度传播到了地球上,然而太阳却十分偏心,一点温度也没有给宇宙留下。为什么会这样,我们来依次分析!

  • 辐射传热:

辐射传热是最常见的方式,在地球上,我们使用的烤箱,没有接触食物却能加热里面的食物,这就依靠红外线的远程辐射,从而让食物加热。

辐射看似非常有效,但是有一个关键的限制因素——“介质”。红外线辐射,必须要照射到物体上才能加热物体,就像太阳光照射到地球上,才能加热地球。

宇宙,基本就是真空环境,太阳就算想要利用辐射加热宇宙,也找不到可以加热的对象。

  • 传导传热:

传导是在地球上效率很高的传热方式,比如我们平时做饭,将锅具加热后,接触到锅具的食物也会加热,这就是传导传热。

简单来说,就是温度高的物体接触温度低的物体,温度低的物体就会自然而然的加热,从而实现传导传热。

地球不可能直接接触到太阳,因此太阳不会直接传导给地球热量。真空环境下的宇宙,气体分子都很少,太阳自然无法传导给宇宙热量。

  • 对流传热:

对流传热在地球上每天都在发生,热空气上升,冷空气下降,形成对流,从而让气球上的气候温度更加均衡,不会出现非常极端的天气。

对流传热的基础就是——充足的大气分子,也就是大气层。

不用说,地球的大气层是形成对流的绝佳条件。而在宇宙中,气体分子非常有限,发生气体分子的碰撞的概率都很低,自然不可能产生对流。

总结

太阳无法加热宇宙的主要原因,就是宇宙的真空环境:

太阳利用辐射可以加热宇宙中的少数分子,但只是九牛一毛,不能改变宇宙的整体温度,辐射传热被限制;被加热的气体分子,很难和其他分子产生碰撞,传导传热也被限制;气体分子过少,无法形成有效的对流,对流传热也被限制。

而在地球上,地球实体以及大气层中充足的气体分子,可以有效吸收太阳的热量:太阳可以直接通过辐射,加热地球的大气层分子;大气分子较多,可以充分碰撞,形成传导;大气温度的分布不均,形成对流,即可形成地球的适宜环境。

太阳那么热,宇宙那么冷!地球却如此温和!

地球为人类提供了奇迹般的环境,人类也应该善待地球,善待人类目前唯一的家园!


蒜头聊科学


宇宙是个很大很大的空间,包括了无数的恒星和各种天体,太阳在宇宙中是一个很渺小很渺小的天体,渺小的可以忽略不计,那么宇宙的冷暖与太阳温度高达5000度有什么关系呢?

我不知道这个出题者是什么意思,大概是说地球上空的空间很冷吧,这样说还有点道理。不过要纠正一下,太阳表面温度在6000度左右(摄氏度,后同),说5000度也无不可。但毕竟这只是太阳的表面温度,不能代表太阳的全部温度。

太阳中心温度为1500万度,靠源源不断的核聚变不断往外部释放着能量,太阳表面温度只是一层面膜,随便爆发几个耀斑和日冕喷射都有几十上百万度。但这只是在太阳附近,稍远就很冷很冷了。

我们银河系有数千亿颗恒星,每一颗恒星都是一个太阳,这么多的太阳不断的放射着能量,怎么太空中还是很冷很冷呢?这种冷可不比我么地球冬天的感觉,那是一种无法比拟的冷,冷到接近绝对零度。

绝对零度是多少?就是0K,又叫零开尔文。开尔文代表热力学温度,是科学界常用的温度度标,零开尔文(0K)就等于-273.15摄氏度,这是温度的禁区,这个宇宙没有达到这个温度的物体,更没有比这更冷的温度

而宇宙微波背景辐射为3K,也就是-270度左右。这是从138.2亿年前宇宙大爆炸的至热到今天降低到的温度。

温度的本质是分子运动,也可以说粒子的运动。分子粒子运动得越激烈,温度就越高。

但要感受到分子运动的热量,还需要分子粒子的密度,因此粒子密度越高,运动越激烈,人们感受到的温度就越高,反之就越冷。

地球表面,空气密度很高,达到一个立方厘米有2.6875*10^19个空气分子(约270亿亿个),因此能够与太阳辐射交换和储存能量,让人们感到温度的高低。

每个恒星的能量都是以电磁辐射的方式传播,但这种传播在宇宙真空中是不受阻扰的,只有遇到粒子时,才会进行能量转换,同时激发粒子的动能,温度上升。太空中粒子极其稀少,这就是太空温度低的原因。

或许某个接受到能量的粒子温度并不低,但由于太稀少,是很难觉察出来的。

当太阳电磁辐射到达地球大气层时,随着大气层空气分子密度越来越大,感觉到的温度和热度就会越来越高。这也是有些人问为什么到了高山,距离太阳更近了,反而会温度很低,甚至终年冰雪覆盖的答案。比如珠穆朗玛峰,离太阳近了这点距离完全可以忽略不计,但空气稀薄了将近70%,这才是变冷的原因。

太阳温度再高,在遥远的太空没有物质来承接这种能源,怎么会有不冷呢?











宇宙生命之谜




据说太阳表面上的温度高达6000摄氏度。可见太阳表面上的物质运动程度之剧烈。那里的温度越高,说明那里的微观粒子运动速度越快,辐射出太阳的粒子也就越多。



按理说,越接近太阳周围的宇宙空间,温度就越高才是。但事实上那里的温度却很低。这是因为温度是微观粒子、特别是基本粒子电子在高速运动中碰到其他物体后,导致该物体分子在吸收能量的同时,其化学键合力却在同步下降,离子和分子之间的距离加大,分子或物体出现膨胀。此时,电子在物体内连续反射(来来回回)碰撞,并将多余的电子向外辐射。则该物体就带有了热量。



假如被太阳加热的物体突然中断了阳光照射。那么,该物体内的原子或离子就会重新恢复化学键合力。原子或离子聚合时,同时释放出核外电子和离子之间的自由运动电子。直至电子逃离殆尽而逐步变冷为止。



我们应该知道,宇宙空间物质稀少,密度极低。太阳表面辐射出来的包括以电子为主的其他基本粒子,在空间高速运动中不会发生与其他物体碰撞。也就是说,其光电子的运动动能不会在空间中得到存储或来回震荡。所以,直线运动的微观粒子动能基本没有在宇宙空间中留下作用力或转化到其他物体上。这样宇宙空间就是冷的。这也就是为什么航天器朝阳一面温度较高,而背阳一面温度则较低的原因。


海门老冯


别说太阳5000℃,即便是1W℃、10W℃,宇宙也还是冷的,宇宙已经过了它那炙热的时代。

既然讲冷热,首先要清楚温度是什么?

根据麦克斯韦无玻尔兹曼的解释,我们知道温度实际是物质分子热运动的体现,剧烈运动的分子相互碰撞。

以水分子为例,温水的分子运动大概是这样的。

慢慢吞吞的水分子缓缓地运动着,像一群可爱的小精灵,如果把它们加热到沸腾状态,水分子就变得暴躁了。




动荡不安的水分子开始群体暴动,暴力事件层出不穷。如果这时候,你把手放进入就会被它们一顿胖揍,打得红肿,手就会被烫伤了。

所以我们感受到的温度,实际上是水分子的动动转化为了手上皮肤分子的动能,然后刺激了神经。

宇宙大部分是真空,没有物质分子。

像太阳这样的恒星是宇宙中的主要热力源,当我们靠近太阳会感觉到热,是因为从太阳逃离出来的物质分子弥漫到周围空间,它们的热运动产生了温度。

而宇宙真空中没有这些分子,所以太阳光的能量才能穿过真空给地球加热,而不会在传递过程种被真空吸收。

真空吸收不了这些能量,自然就是冷的,大概是零下负270多度,接近绝对零度的-273.15℃。

至于剩下的那一点点温度,都是来源于宇宙诞生之初的余热,或者叫还未消失的电磁波,也就是宇宙背景辐射。

宇宙诞生之初,也曾是一个超高温大火炉,只是随着超高速膨胀才慢慢凉了下来。

总结一下

宇宙虽然孕育了万物,却不受万物所左右,虽然冷漠了点,还是很怀旧的。那一抹凉意,就是宇宙打娘胎出来时的胎记。


想法捕手


宇宙温度(Temperature of the universe),是指整个宇宙范围内所有物质的温度总称。宇宙温度因为衡量的领域广泛,因而在温度数值上有着巨大的差异。

上至宇宙大爆炸的十亿摄氏度高温、下至绝对零度,都属于宇宙温度的范围。这里你应该指的是宇宙的平均温度。

而根据宇宙微波背景辐射得知,应该是—270.15℃。这个温度和太阳温度比起来,的确是过低。

首先我们来了解一下什么是宇宙微波背景辐射,宇宙在年轻时期,恒星和行星尚未形成之前,含有致密,高温,充满着白热化的氢气云雾等离子体。

等离子体与辐射充满着整个宇宙,随着宇宙的膨胀而逐渐冷却。当宇宙冷却到某个温度时,质子和电子结合形成中性原子。

这些原子不再吸收热辐射,因此宇宙逐渐明朗,不再是不透明的云雾。宇宙学家提出中性原子在“再复合”时期形成,紧接在“光子脱耦”之后,即光子开始自由穿越整个空间,而非在电子与质子所组成的等离子体中紧密的碰撞。

光子在脱耦之后开始传播,但由于空间膨胀,导致波长随着时间的推移而增加(根据普朗克定律,波长与能量成反比),光线越来越微弱,能量也较低,这就是宇宙微波背景辐射的来源。

宇宙充满了温度刚刚超过开氏2.7度、能用地面射电望远镜和人造卫星上的仪器探测到的辐射之海。这被解释为宇宙由之诞生的大爆炸火球的直接证据。

为什么太阳高达5000度,宇宙还这么冷,因为整个宇宙太大了,银河系有类似太阳系的一两千亿个恒星系,天文学家保守估计在可观测的宇宙范围内大约有两千亿个如银河系一样的星系。

所以举一个简单的例子,宇宙就是一头大的蓝鲸,而太阳就是一个小米粒,你觉得它能影响到太阳的温度吗?


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