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回顧:太陽表面接近6000℃,地球都曬熱了,太空為何卻接近絕對零度?

2024-10-01科學

每到夏天,防曬類產品的銷量都會直線上升,市面上的防曬類產品,花樣也越來越多。人們如此熱衷於 防曬 難道太陽光真的這麽「沒用」?

太陽帽和防曬霜缺一不可

顯然不是, 陽光對於地球上的生命來說,是不可或缺的存在 ,人們塗抹防曬只是為了 防止曬傷和曬黑 。 那麽 太陽的溫度究竟有多高 呢?它的 溫度從何而來 ?發散到其他星球有什麽影響? 為何地球沒有被烤焦? 它能把地球曬熱,但其所在的太空溫度,為何卻接近絕對零度?

五月份就已經很熱啦

太陽的溫度

炎炎夏日,酷熱的天氣使得人們的心情都大打折扣,空氣中充斥著空調機的響聲,和風扇的轉動聲。還有許多人隨身帶著小扇子,用來驅趕著炎熱的溫度。這是每年夏季都不斷重復的場景,尤其是近年來 全球暖化 狀況的加劇,讓夏天更加變得讓人難以忍受。

吹著風,喝個冰鎮汽水

不過比起太陽上的溫度來說,地球這溫度基本可以忽略不計了。研究發現, 僅僅是太陽的表面溫度,已經接近 6000℃ 更靠近內部的話,溫度更高 ,甚至達到了 1500萬℃ 。光看這萬字單位,都得嚇出一身汗,別說有一個人走進去,就是把整個地球扔到太陽內部,估計也得秒沒,渣都找不到。

當然,太陽不是安靜待在那兒就有這麽高的溫度的,它 每時每刻都在發生 核聚變反應 ,它發出的光熱也並不是真的在燃燒,而是 劇烈的核聚變反應,釋放出的光熱 。太陽是一顆不折不扣的 氣態恒星 ,星球內被氫、氦元素包裹著,其中氫元素占據了71%,氦元素占了26%。

歐洲航天局拍到的太陽影像

目前的太陽正值壯年,一直在 用氫元素發生核聚變反應 ,根據科學家的推測, 太陽內部的氫元素,還夠它再揮霍50億年左右 。到時候太陽會完全「熄滅」嗎? 熄滅是必然的 ,但在完全熄滅之前,它還會經歷一段時間的氦元素反應,這些反應依然可以讓它繼續散發光熱,不過程度會遠不如前,所以其他星球能夠接受到的光熱,也會相應的減少。

太陽的核聚變威力極大 ,畢竟整個太陽系或多或少,都會受到它的影響。

太陽看起來就像個大火球

研究發現:太陽內部的核聚變反應,每秒大約會消耗6億噸的氫元素,而反應產生的能量,更是相當於數萬億顆原子彈同時爆炸。

從太陽內部釋放出的光熱,自然會 隨著距離的增加而逐漸變弱 。比如離它較近的星球,就會被高溫烤成巖石星球,而離它較遠的天體,溫度則不會太高,甚至星球上也許還會結冰,成為一片冰雪世界。

如此說來,太陽的光熱既然能發散到其他星球,那為什麽它們經過的太空中,溫度卻接近絕對零度——-273.15℃? 怎麽太陽的熱量影響不到太空呢?

太陽爆發耀斑

太空的絕對零度

其實溫度本身並不存在,它是由 分子運動 產生的,而在太空環境中,雖然有許多天體和星際塵埃,但其實大部份都是 真空環境 ,也就是 沒有分子、原子等物質 。既然 連產生溫度的物質都沒有,那麽自然也不會有熱量出現

太陽的光熱確實是經過太空,傳遞到其他區域的,但傳遞它的介質其實是 輻射 。而且當光熱從太陽到達地球之後,輻射強度會降低 47000倍

太陽光熱透過太空輻射傳遞到地球

由於 太空中幾乎沒什麽粒子 ,所以太陽釋放出的光熱,並不會在太空中被反應出來,只有來到類似地球一樣環境中,與存在於其中的分子相反應,溫度才會顯現出來。至於 太陽光的速度,人們通常認為這是 宇宙間的最快速度 ,為約300000 km/s,從太陽到達地球,以光的速度為準的話,大概需要8分多鐘。

光速:300000km/s

聽起來好像太陽與地球相距很近,10分鐘內就可以到達,雖然在宇宙中,這點距離不過是城市中某兩站公交的長度,但實際上, 人類根本無法設計出,速度達到光速的「公交車」 。太陽光8分多鐘的路途,人類的航天器要走上幾十年。

太陽到地球的距離,通常被認為是1.5億千米,顯然這並不是一個很短的距離,太陽光在輻散到周圍區域時,會 隨著距離的擴大而逐漸減少,自然溫度也會越來越低

達到光速或特許以穿越時空隧道?

地球的溫度

與太空環境不同,地球充滿了各種各樣的物質, 分子運動十分頻繁 ,太陽光熱來到地球之後,便在分子的運動中,逐漸成為籠罩在地球表面的氣溫。但這溫度為何恰恰是生命形成和存活的適宜溫度呢?

其實這與地球的 大氣層 有關,它就 相當於地球的一層過濾網,將來自太陽的輻射,過濾到了適宜生命生存的條件 。而且它能夠保存溫度,讓地球內部的熱量不被完全散出,在它的幫助下,地球有了一年四季的不同氣溫,也有了白天黑夜的不同溫度。

地球有大氣層的保護

反觀其他的星球,也是因為 沒有地球一樣的大氣層保護 ,所以接收到的太陽輻射,沒有緩沖和過濾,以至於這些星球上,都 沒有形成適宜生命生存的環境條件

太陽和宇宙的形成

人類對於太陽和宇宙的形成,已經有過許多的研究,目前學術界最認同的一種觀點,便是 宇宙爆炸學說 。傳說宇宙形成初期並沒有時間和空間,自然也沒有溫度的概念,只是 有一個密度無限大,體積無限小的奇異點存在 ,它在某一天發生了爆炸。

宇宙大爆炸

奇異點內部的物質逐漸膨脹 ,體積也越來越大,那些物質隨著時間的推移,分裂之後又重新聚集,形成了 星系 天體 。而太陽又是 由其中微不足道的一團氣體星雲,爆炸塌縮形成的

宇宙中不止一顆太陽 。類似太陽一般的恒星,僅僅在銀河系中,就有大約2000億~6000億顆,更不要說宇宙中比銀河系要大的星系,還有很多。

宇宙大得讓人無法想象

也就是說, 不只是太陽系中有一顆恒星在不斷燃燒 ,在太陽燃燒的同時,宇宙中的各個區域, 都有數量巨大的恒星在進行核聚變反應 ,即使如此, 太空的溫度還是接近絕對零度 。因為真空的環境和範圍的廣闊,讓這些數量巨大的恒星,也沒辦法能將太空中的溫度升高。

科學家分析,宇宙在誕生之初由於爆炸的發生, 初始溫度是非常高的,經過長時間的冷卻,溫度逐漸降低 ,才導致 太空環境中幾乎都是低溫狀態 。所以宇宙對於人類來說,確實危險重重,光是適應溫度這一項,就得研究不少的時間。

太空接近絕對零度

即使 人類已經成功地進入了太空 ,也實作了太空漫步,但航天員們也是在身穿 防護服 的情況下,才完成的這些操作。畢竟 除了防止太空中的高強度輻射,還得防止航天員出艙之後被凍死

太空人穿著航天服在太空漫步

前面說到, 太陽其實是有壽命的 ,等它 將其內部的反應元素消耗殆盡,就會走向消亡 。到時候周圍的天體,也就不會再接收到來自太陽的熱量,地球也是如此。黑暗和死亡將會籠罩地球,沒有太陽光的照射,植物無法進行光合作用,釋放氧氣, 地球上的生物都會缺氧而死

地球上的植物需要光照進行光合作用

雖然離科學家預測的太陽消亡時間還有很久,但為了人類的永續發展,他們也在不斷地尋找 第二顆「地球」 ,同時還 開始研發「人造太陽」 。畢竟宇宙之大,與地球類似的行星和與太陽一樣的恒星,都不只有唯一一顆,也許我們很快就能找到可替代的「家園」。

不過,即使真的找到了, 以人類目前的科技,也無法遷移過去 。所以人們必須認識到,很長一段時間內, 地球才是人類賴以生存的唯一星球。