太陽溫度高達5000度,為什麼宇宙還是冷的?

董其斌


"太陽溫度高達5000度,為什麼宇宙還是冷的?\


漫步的小豆子


太陽的表面溫度高達5500攝氏度,而宇宙中還有很多能夠發光發熱的恆星,僅銀河系中最少也有一千億顆恆星,但數以億計的恆星並沒有把宇宙加熱到很高的溫度。事實上,宇宙的平均溫度非常的低,只比絕對零度高了2.73度,即-270.42攝氏度,這要遠低於恆星的溫度。

首先,需要注意的是,空間本身沒有溫度的概念。因為空間不是物質,而溫度是表徵組成物質的原子和分子的熱運動劇烈程度。恆星會發光,這些光攜帶著能量在真空中傳播,當它們撞上物體時,光的能量會被物體吸收,所以物體的溫度會升高。

整個宇宙之所以很冷,這是因為宇宙空間太空曠了,其中的物質密度極低。宇宙空曠到平均密度只有10^-29克/立方厘米,相當於水的密度(4攝氏度、1個標準大氣壓)的10萬億億億分之一,或者說每立方米中僅有5.9個質子。

在銀河系中,恆星的平均距離大約為4光年。太陽的輻射功率約為3.828×10^26瓦,那麼,在距離太陽2光年的地方,每平方米所會接收到的太陽能僅有0.000000085瓦(8.5×10^-8瓦)。這還是充滿恆星的星系的情況,而星系和星系之間存在更為廣闊的星系際空間,那裡的物質密度更低,所能接收的熱量還要低得多。

宇宙在誕生之初很小,那時的物質密度極高,並且溫度也極高,達到了理論最高的普朗克溫度(1.4億億億億度)。隨著宇宙的不斷膨脹,溫度逐漸降低。在宇宙誕生只有1000萬至1700萬年的時候,宇宙的平均溫度大約為0度至100度,這意味著生命可能很早就在宇宙中出現了。138億年過去了,經過了大幅度的膨脹,宇宙的平均溫度已經降低至-270.42攝氏度。現在的這些熱量都是從早期宇宙中殘留下來的,它們被稱為宇宙微波背景輻射。


火星一號


這個問題很簡單,不需要寫得長篇大論的。

太陽溫度高達5000度,為什麼宇宙還是冷的?宇宙無限大,太陽在宇宙中,就如同一粒塵埃,或許比塵埃都要微小。

假設宇宙是一塊50000公頃的土地,太陽是一根蠟燭,那麼這根蠟燭能照亮,這50000公頃的土地嗎?肯定不能。


蝸牛咕嚕


溫度表示的是物體的冷熱程度,其實本質上就是物體分子運動平均動能的標誌。太陽的表面溫度有5500℃,內部核心區域的溫度更高,大約有1500萬℃。這表明在太陽上面物質分子之間的運動是非常劇烈的。

圖示:太陽表面溫度5500℃

太陽在宇宙中並不是溫度最高的恆星。宇宙中很多恆星的表面溫度都是比太陽高的。比如牛郎星的表面溫度就有8000℃,織女星的表面溫度高達10000℃。目前已知的質量最大的恆星R136a表面溫度竟高達5.3萬℃。但這還不是溫度最高的恆星。目前已知的表面溫度最高的恆星叫做WR 102,這是一顆沃爾夫-拉葉星,距離地球8500光年。這顆恆星的表面溫度高達21萬攝氏度是太陽溫度的38倍!

但是隻要是恆星,那就不是宇宙中溫度最高的天體。在宇宙中中子星的的溫度可達上百萬度。比如著名的蟹狀星雲中心的那顆中子星表面溫度就高達160萬攝氏度。這還不算什麼。超新星在爆炸的瞬間,溫度可高達幾億到幾十億度。一些恆星內部核聚變都無法產生的元素,像金,鉑這樣的元素就在這瞬間的高溫中產生了。

圖示蟹狀星雲中心想中子星表面溫度高達160萬度

可以說宇宙的最高溫度幾乎是沒有上限的。那有意思的是,宇宙中有這麼多高溫的天體為什麼還是冷的呢?原因很簡單,宇宙太大了,天體彼此之間的距離是非常大的。打個比方,如果太陽是一個100瓦的白熾燈泡,當它亮著的時候,摸上去是很熱的。假設距離太陽最近的恆星比鄰星也是一個亮著的白熾燈泡。但是按照比例來看,它們兩個之間的距離至少隔著1000公里以上。太陽和比鄰星這兩個白熾燈泡是無法讓1000公里範圍內的空間熱起來的。

圖示:宇宙膨脹溫度示意圖

宇宙中不但天體之間的距離非常空曠,就連物質也是極為空曠的,太空中的物質密度幾乎接近於真空。既然物質密度極低,那麼宇宙空間中的分子運動平均動能就非常低了。因此宇宙還是冷的。實際上宇宙的平均溫度只有-270.5℃,只比絕對溫度高了那麼一點點。

以上是我對這個問題的一些看法,不當之處歡迎大家指出!


兔斯基聊科學


太陽溫度雖然高達5000度。但太陽於各個恆星之間。相差的距離也是非常遙遠的。就像我們地球。所感受到的太陽溫度也只是稍微被覆蓋了一下而已。

當然離太陽太陽稍微近一些的星球。就沒有那麼走運了。他們的地表溫度就非常的高。生命沒有辦法在上面生存。

而我們的航天飛行器。說登錄宇宙的位置。離太陽也相當遠。而且就算我們的飛行器有足夠的速度,達到了光速以上。想靠近太陽。也是不可能的。

太陽跟我們的地球剛好是相反的一個狀態。太陽的表面溫度有5000度。而我們的地球地心溫度有6800度。其實相對來說我們的地球會更熱一些。但我們依然感覺不到燙。那也是因為我們生活在地殼上。這層地殼厚度有17km。而且主要成分是,導熱性很差的硝酸鹽。所以我們生活在地殼上並不會感到地心的熱。

大自然有它神奇的安排。每種自然現象都有它可以解釋的答案。只要我們人類能夠達到足夠的文明。就會把這些未知的謎團。一揭開它的謎底。


小樹驛站


這個問題其實非常簡單,太陽的溫度再高,也需要通過紅外線輻射傳播,而在宇宙中可以傳播溫度的介質非常少,從而導致太陽的溫度無法加熱宇宙。

那麼宇宙都不能被加熱,為什麼地球卻能被加熱?

這類問題不需要天文學知識,只需要簡單的物理知識就能搞定。

溫度傳播主要通過三種方式:輻射、傳導、對流

宇宙中的溫度在零下235℃左右徘徊,而地球的溫度卻非常宜人,這些都歸結於太陽的溫度傳播到了地球上,然而太陽卻十分偏心,一點溫度也沒有給宇宙留下。為什麼會這樣,我們來依次分析!

  • 輻射傳熱:

輻射傳熱是最常見的方式,在地球上,我們使用的烤箱,沒有接觸食物卻能加熱裡面的食物,這就依靠紅外線的遠程輻射,從而讓食物加熱。

輻射看似非常有效,但是有一個關鍵的限制因素——“介質”。紅外線輻射,必須要照射到物體上才能加熱物體,就像太陽光照射到地球上,才能加熱地球。

宇宙,基本就是真空環境,太陽就算想要利用輻射加熱宇宙,也找不到可以加熱的對象。

  • 傳導傳熱:

傳導是在地球上效率很高的傳熱方式,比如我們平時做飯,將鍋具加熱後,接觸到鍋具的食物也會加熱,這就是傳導傳熱。

簡單來說,就是溫度高的物體接觸溫度低的物體,溫度低的物體就會自然而然的加熱,從而實現傳導傳熱。

地球不可能直接接觸到太陽,因此太陽不會直接傳導給地球熱量。真空環境下的宇宙,氣體分子都很少,太陽自然無法傳導給宇宙熱量。

  • 對流傳熱:

對流傳熱在地球上每天都在發生,熱空氣上升,冷空氣下降,形成對流,從而讓氣球上的氣候溫度更加均衡,不會出現非常極端的天氣。

對流傳熱的基礎就是——充足的大氣分子,也就是大氣層。

不用說,地球的大氣層是形成對流的絕佳條件。而在宇宙中,氣體分子非常有限,發生氣體分子的碰撞的概率都很低,自然不可能產生對流。

總結

太陽無法加熱宇宙的主要原因,就是宇宙的真空環境:

太陽利用輻射可以加熱宇宙中的少數分子,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,很難和其他分子產生碰撞,傳導傳熱也被限制;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,地球實體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;大氣溫度的分佈不均,形成對流,即可形成地球的適宜環境。

太陽那麼熱,宇宙那麼冷!地球卻如此溫和!

地球為人類提供了奇蹟般的環境,人類也應該善待地球,善待人類目前唯一的家園!


蒜頭聊科學


宇宙是個很大很大的空間,包括了無數的恆星和各種天體,太陽在宇宙中是一個很渺小很渺小的天體,渺小的可以忽略不計,那麼宇宙的冷暖與太陽溫度高達5000度有什麼關係呢?

我不知道這個出題者是什麼意思,大概是說地球上空的空間很冷吧,這樣說還有點道理。不過要糾正一下,太陽表面溫度在6000度左右(攝氏度,後同),說5000度也無不可。但畢竟這只是太陽的表面溫度,不能代表太陽的全部溫度。

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,太陽表面溫度只是一層面膜,隨便爆發幾個耀斑和日冕噴射都有幾十上百萬度。但這只是在太陽附近,稍遠就很冷很冷了。

我們銀河系有數千億顆恆星,每一顆恆星都是一個太陽,這麼多的太陽不斷的放射著能量,怎麼太空中還是很冷很冷呢?這種冷可不比我麼地球冬天的感覺,那是一種無法比擬的冷,冷到接近絕對零度。

絕對零度是多少?就是0K,又叫零開爾文。開爾文代表熱力學溫度,是科學界常用的溫度度標,零開爾文(0K)就等於-273.15攝氏度,這是溫度的禁區,這個宇宙沒有達到這個溫度的物體,更沒有比這更冷的溫度

而宇宙微波背景輻射為3K,也就是-270度左右。這是從138.2億年前宇宙大爆炸的至熱到今天降低到的溫度。

溫度的本質是分子運動,也可以說粒子的運動。分子粒子運動得越激烈,溫度就越高。

但要感受到分子運動的熱量,還需要分子粒子的密度,因此粒子密度越高,運動越激烈,人們感受到的溫度就越高,反之就越冷。

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

每個恆星的能量都是以電磁輻射的方式傳播,但這種傳播在宇宙真空中是不受阻擾的,只有遇到粒子時,才會進行能量轉換,同時激發粒子的動能,溫度上升。太空中粒子極其稀少,這就是太空溫度低的原因。

或許某個接受到能量的粒子溫度並不低,但由於太稀少,是很難覺察出來的。

當太陽電磁輻射到達地球大氣層時,隨著大氣層空氣分子密度越來越大,感覺到的溫度和熱度就會越來越高。這也是有些人問為什麼到了高山,距離太陽更近了,反而會溫度很低,甚至終年冰雪覆蓋的答案。比如珠穆朗瑪峰,離太陽近了這點距離完全可以忽略不計,但空氣稀薄了將近70%,這才是變冷的原因。

太陽溫度再高,在遙遠的太空沒有物質來承接這種能源,怎麼會有不冷呢?











宇宙生命之謎




據說太陽表面上的溫度高達6000攝氏度。可見太陽表面上的物質運動程度之劇烈。那裡的溫度越高,說明那裡的微觀粒子運動速度越快,輻射出太陽的粒子也就越多。



按理說,越接近太陽周圍的宇宙空間,溫度就越高才是。但事實上那裡的溫度卻很低。這是因為溫度是微觀粒子、特別是基本粒子電子在高速運動中碰到其他物體後,導致該物體分子在吸收能量的同時,其化學鍵合力卻在同步下降,離子和分子之間的距離加大,分子或物體出現膨脹。此時,電子在物體內連續反射(來來回回)碰撞,並將多餘的電子向外輻射。則該物體就帶有了熱量。



假如被太陽加熱的物體突然中斷了陽光照射。那麼,該物體內的原子或離子就會重新恢復化學鍵合力。原子或離子聚合時,同時釋放出核外電子和離子之間的自由運動電子。直至電子逃離殆盡而逐步變冷為止。



我們應該知道,宇宙空間物質稀少,密度極低。太陽表面輻射出來的包括以電子為主的其他基本粒子,在空間高速運動中不會發生與其他物體碰撞。也就是說,其光電子的運動動能不會在空間中得到存儲或來回震盪。所以,直線運動的微觀粒子動能基本沒有在宇宙空間中留下作用力或轉化到其他物體上。這樣宇宙空間就是冷的。這也就是為什麼航天器朝陽一面溫度較高,而背陽一面溫度則較低的原因。


海門老馮


別說太陽5000℃,即便是1W℃、10W℃,宇宙也還是冷的,宇宙已經過了它那炙熱的時代。

既然講冷熱,首先要清楚溫度是什麼?

根據麥克斯韋無玻爾茲曼的解釋,我們知道溫度實際是物質分子熱運動的體現,劇烈運動的分子相互碰撞。

以水分子為例,溫水的分子運動大概是這樣的。

慢慢吞吞的水分子緩緩地運動著,像一群可愛的小精靈,如果把它們加熱到沸騰狀態,水分子就變得暴躁了。




動盪不安的水分子開始群體暴動,暴力事件層出不窮。如果這時候,你把手放進入就會被它們一頓胖揍,打得紅腫,手就會被燙傷了。

所以我們感受到的溫度,實際上是水分子的動動轉化為了手上皮膚分子的動能,然後刺激了神經。

宇宙大部分是真空,沒有物質分子。

像太陽這樣的恆星是宇宙中的主要熱力源,當我們靠近太陽會感覺到熱,是因為從太陽逃離出來的物質分子瀰漫到周圍空間,它們的熱運動產生了溫度。

而宇宙真空中沒有這些分子,所以太陽光的能量才能穿過真空給地球加熱,而不會在傳遞過程種被真空吸收。

真空吸收不了這些能量,自然就是冷的,大概是零下負270多度,接近絕對零度的-273.15℃。

至於剩下的那一點點溫度,都是來源於宇宙誕生之初的餘熱,或者叫還未消失的電磁波,也就是宇宙背景輻射。

宇宙誕生之初,也曾是一個超高溫大火爐,只是隨著超高速膨脹才慢慢涼了下來。

總結一下

宇宙雖然孕育了萬物,卻不受萬物所左右,雖然冷漠了點,還是很懷舊的。那一抹涼意,就是宇宙打孃胎出來時的胎記。


想法捕手


宇宙溫度(Temperature of the universe),是指整個宇宙範圍內所有物質的溫度總稱。宇宙溫度因為衡量的領域廣泛,因而在溫度數值上有著巨大的差異。

上至宇宙大爆炸的十億攝氏度高溫、下至絕對零度,都屬於宇宙溫度的範圍。這裡你應該指的是宇宙的平均溫度。

而根據宇宙微波背景輻射得知,應該是—270.15℃。這個溫度和太陽溫度比起來,的確是過低。

首先我們來了解一下什麼是宇宙微波背景輻射,宇宙在年輕時期,恆星和行星尚未形成之前,含有致密,高溫,充滿著白熱化的氫氣雲霧等離子體。

等離子體與輻射充滿著整個宇宙,隨著宇宙的膨脹而逐漸冷卻。當宇宙冷卻到某個溫度時,質子和電子結合形成中性原子。

這些原子不再吸收熱輻射,因此宇宙逐漸明朗,不再是不透明的雲霧。宇宙學家提出中性原子在“再複合”時期形成,緊接在“光子脫耦”之後,即光子開始自由穿越整個空間,而非在電子與質子所組成的等離子體中緊密的碰撞。

光子在脫耦之後開始傳播,但由於空間膨脹,導致波長隨著時間的推移而增加(根據普朗克定律,波長與能量成反比),光線越來越微弱,能量也較低,這就是宇宙微波背景輻射的來源。

宇宙充滿了溫度剛剛超過開氏2.7度、能用地面射電望遠鏡和人造衛星上的儀器探測到的輻射之海。這被解釋為宇宙由之誕生的大爆炸火球的直接證據。

為什麼太陽高達5000度,宇宙還這麼冷,因為整個宇宙太大了,銀河系有類似太陽系的一兩千億個恆星系,天文學家保守估計在可觀測的宇宙範圍內大約有兩千億個如銀河系一樣的星系。

所以舉一個簡單的例子,宇宙就是一頭大的藍鯨,而太陽就是一個小米粒,你覺得它能影響到太陽的溫度嗎?


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