來(lái)源:hao123百家號(hào) 時(shí)間:2022-03-13 12:44:15
綜述
在地球上生活的人類無(wú)時(shí)無(wú)刻不需要仰仗太陽(yáng)的鼻息,地球運(yùn)轉(zhuǎn)的能量幾乎大部分都是來(lái)自太陽(yáng),人們感受適宜的溫度同樣也是太陽(yáng)光穿過(guò)1.5億公里的宇宙深空傳遞過(guò)來(lái),溫暖了我們的生活。
這其實(shí)是個(gè)非常奇怪的現(xiàn)象,我們都知道太陽(yáng)表面溫度達(dá)到了驚人的5500度,能把1.5億公里外的地球曬的熱浪襲來(lái),可為何途徑中的太空卻仍然處于絕對(duì)零度呢?
太陽(yáng)因核聚變產(chǎn)生劇烈高溫
作為太陽(yáng)系中質(zhì)量最大的天體,太陽(yáng)占據(jù)太陽(yáng)系總質(zhì)量的99.86%,可以說(shuō)太陽(yáng)系中全部的行星都需要仰仗太陽(yáng)的引力而活;太陽(yáng)就像是個(gè)大家長(zhǎng),有時(shí)候幫助行星擺正軌道,有時(shí)候?yàn)樾行翘峁┕饬梁蜏嘏?/p>
太陽(yáng)表面溫度可達(dá)5500度,能夠溫暖太陽(yáng)系中的眾多行星;可大家想過(guò)沒有,太陽(yáng)的溫度到底是如何產(chǎn)生的呢?
原因很簡(jiǎn)單,一是引力、二是質(zhì)量。太陽(yáng)巨大的質(zhì)量在宇宙中能夠產(chǎn)生強(qiáng)大的引力,這種引力不僅僅是對(duì)外的,還有反饋給太陽(yáng)自身的。
在引力的作用下,太陽(yáng)內(nèi)核溫度可以上升到1500萬(wàn)攝氏度,產(chǎn)生200多萬(wàn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
其他星球要么是固態(tài)、要么是氣態(tài),液態(tài)行星雖然比較少,但終究也是存在的。可太陽(yáng)并不屬于這三種類別,太陽(yáng)是等離子態(tài)的恒星,這意味著太陽(yáng)內(nèi)部實(shí)際上充滿了大量的基本粒子,如光子、電子、原子核等等。
在量子隧穿效應(yīng)以及弱相互作用下,太陽(yáng)內(nèi)部爆發(fā)的核聚變反應(yīng)將氫原子核轉(zhuǎn)變成了氦原子核,由此產(chǎn)生大量的能量。不過(guò)這并非一蹴而就的事情,太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變甚至要持續(xù)百億年的時(shí)間,這其中肯定會(huì)有中微子和光子的產(chǎn)生。
光子和中微子被太陽(yáng)賦予的職能各不相同,中微子移動(dòng)速度極快,可以攜帶太陽(yáng)的溫度迅速穿過(guò)太陽(yáng)表面,來(lái)到各個(gè)行星周圍。
其實(shí)地球無(wú)時(shí)無(wú)刻不在被太陽(yáng)中微子穿過(guò),這也是我們能夠感覺到溫度的主要原因。
但光子的運(yùn)行速度可就慢上不少,主要是因?yàn)樘?yáng)本身是等離子態(tài)的,其內(nèi)核產(chǎn)生光子后會(huì)受到電磁的相互影響,它一路走過(guò)來(lái)都是磕磕碰碰的,速度自然也就減緩了不少。
中微子從太陽(yáng)到地球最多不過(guò)8分20秒,可光子從太陽(yáng)內(nèi)核走到太陽(yáng)表面,卻需要整整14萬(wàn)年的時(shí)間。
不可否認(rèn)的是,太陽(yáng)的存在為地球生命提供了穩(wěn)定的溫度環(huán)境,那些攜帶熱量的中微子橫跨太空而來(lái),盡職盡責(zé)的改善地球環(huán)境,養(yǎng)育人類文明。
可是讓大家好奇的是,既然太陽(yáng)能夠?qū)⑦h(yuǎn)在1.5億公里外的地球給曬熱,為何在途徑太空的過(guò)程中不能將太空暖熱呢?直到現(xiàn)在太空仍然接近零度,太陽(yáng)的溫度怎么就燒不起來(lái)太空?
太空為何不能被曬熱?
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),以地日距離為半徑畫圓,幾乎整個(gè)圓圈內(nèi)的空間都是處于絕對(duì)零度的,嚴(yán)格來(lái)說(shuō)要比絕對(duì)零度高一點(diǎn)點(diǎn),約2.72K左右,但這意味著太空同樣冷的嚇人,人類根本無(wú)法接觸太空,否則會(huì)被瞬間凍成冰塊。
其實(shí)宇宙在最開始并非是這般狀態(tài),科學(xué)家認(rèn)為,宇宙的形成源自于一次奇點(diǎn)的大爆炸,這次爆炸導(dǎo)致宇宙發(fā)生劇烈膨脹,其內(nèi)部溫度高得嚇人。不過(guò)隨著膨脹越來(lái)越廣闊,宇宙的溫度也在持續(xù)下降。
有機(jī)構(gòu)曾模擬過(guò)宇宙大爆炸時(shí)的場(chǎng)景,爆炸后最初形成的宇宙就像是一鍋煮沸的開水,其內(nèi)部充滿了粒子的劇烈運(yùn)動(dòng)。
38萬(wàn)年后,這鍋被煮沸的粒子終于冷靜了下來(lái),宇宙溫度也下降到2700度,此時(shí)電子和原子核已經(jīng)組成了基本的原子結(jié)構(gòu),連光子都開始在宇宙中穿梭。
截止到現(xiàn)在為止,宇宙已經(jīng)沒有任何溫度而言了,太空也沒有任何粒子在運(yùn)動(dòng),宇宙范圍越來(lái)越廣,溫度卻持續(xù)下降,最終接近絕對(duì)零度的臨界值。這實(shí)在讓人匪夷所思,為何太陽(yáng)的溫度不能傳遞到太空中呢?
想要弄明白這個(gè)道理,我們就必須搞懂溫度的概念。
從微觀領(lǐng)域來(lái)看,溫度本質(zhì)上就是物體粒子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度;世界萬(wàn)物都是由基本粒子構(gòu)成,但這些粒子不是非常規(guī)矩的排列在一起,而是無(wú)時(shí)無(wú)刻都在做著微觀運(yùn)動(dòng),粒子運(yùn)動(dòng)的頻率越劇烈,產(chǎn)生的溫度也就越高。
地球之所以能夠感覺到太陽(yáng)的溫度,是因?yàn)榈厍蚴潜揪褪怯纱罅康奈镔|(zhì)粒子構(gòu)成,當(dāng)太陽(yáng)的光子降臨到地球時(shí),就像是在油鍋里面滴一滴水,粒子熱運(yùn)動(dòng)頻率越來(lái)越快,我們自然能夠感受溫度的變化。
可問(wèn)題是,太空中并沒有粒子運(yùn)動(dòng)的條件,絕對(duì)零度是什么概念?
就是所有的粒子運(yùn)動(dòng)都會(huì)停止,太空處于完全真空的狀態(tài)。當(dāng)太陽(yáng)的光子經(jīng)過(guò)太空時(shí),根本就沒有東西能和其產(chǎn)生反應(yīng),熱運(yùn)動(dòng)自然也就做不起來(lái)。太空根本就沒辦法被太陽(yáng)曬熱,即便太陽(yáng)的溫度在上升幾個(gè)等級(jí)都不行。
結(jié)語(yǔ)
如果不是地球外圍有大氣層的保護(hù),實(shí)際上以太空的惡劣條件根本就沒辦法誕生生命,人類無(wú)法在太空上生存,除非穿上特殊定制的宇航服才能在太空中完成短期作業(yè)。
但即便如此太空作業(yè)仍是困難無(wú)比,許多設(shè)備都要考慮太空中極端的溫度反應(yīng),既不能被凍僵,也不能被太陽(yáng)輻射曬化了。
標(biāo)簽: 絕對(duì)零度
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