太阳能把热量传到地球,但为什么太阳到地球之间的太空是寒冷的?
太阳表面的温度可以达到6000℃,但是,太阳到地球之间的温度却只有零下270℃。
然后地球表面的温度最热可以达到55℃。
那么问题来了,这些能量是怎么传递的,为什么中间的太空会这么寒冷?
或许,热量的传递比我们想象中的复杂,温度本身也是。
热量与温度
宇宙中充满了各种恒星,它们一个个宛如巨大的发热体,向外传递着自己的热量。
这些热量会被传递到其他天体上,比如行星、小行星甚至是看起来冰冷的彗星。
但是,恒星却无法将它与行星之间的太空加热,这是为何。
太空零下270℃的低温到底是怎么回事?
举个例子,提到太阳系中最热的行星,大家会第一时间想到水星,因为它距离太阳最近。
然而根据对水星的探测发现,水星正对着太阳的一面的确非常热,能够达到惊人的428℃。
然而背对着太阳的一面却能冷到零下190℃,比地球上最冷的地方都要冷。
为什么距离太阳的最近的水星,竟然会出现如此巨大的温差呢?
这就不得不提到热量的传递和温度的表现。热量的传递途径有三种方式,最常见的就是热传导,比如人们炒菜做饭,通过直接接触热源获得热量。
第二种是热对流,主要发生在流体上,比如我们常听到的什么西伯利亚冷空气、副热带高压、秘鲁寒流、墨西哥湾暖流等。
第三种热传递方式就是热辐射,这一种热传递不需要介质,是宇宙中热量的常见传递模式。
那么物体的温度是怎样表达出来的呢?答案就是物质内部粒子的运动。
运动得越激烈,这个物体的温度就会越高。
任何物体,都是由各种粒子组成的,只不过各种粒子的运动程度不一样。
如果两个物体获得了同样的热量,那么热运动更激烈的那个物体,温度越高。
地球上同一个地方的不同的物质温度会不一样,如赤道上空的温度和赤道地表的温度就不相同。
这是因为地面的温度是土壤和岩石粒子在接收到太阳的辐射热能后,内部运动产生的。
而气温,是大气中的各种气体分子在太阳辐射热的情况下运动,相当于是大气的内能。
由此我们可见,只要内部的粒子在运动,那么物质就会具有温度。而太空环境是真空,热量可以在它之中传递,但是却不会表现出温度。
这也是为什么宇宙中存在这么多恒星,一些恒星还是巨无霸,可是无论如何也不可能将真空加热。
炙热的太阳和寒冷的太空
太阳为什么这么热?是因为太阳就是一个宇宙核电站。
太阳由上万万亿吨氢原子组成,这些氢原子参与聚变反应,释放巨大的能量,这些能量中绝大部分是热能。
太阳的热量是以热辐射的形式传递到各个天体上,因此不需要介质。
太空环境是真空,它不会有粒子接收太阳的热量,也就更不会存在粒子运动,对比其他天体,太空环境过于寒冷。
按理说没有任何粒子运动,此刻的温度应该是绝对零度零下273℃才对,为何太阳到地球之间的温度为零下270℃,多出来的3℃时哪里来的?
太阳到地球之间的太空环境是真空,这个真空并不是指什么物质都不存在的“万物皆空”,而是相对于地球的标准大气压而言。
太空中存在着少量的尘埃,它们某种程度上会获得太阳的一些能量。
只不过这些尘埃在太空中的密度比起天体来说实在是太小了,因此只产生了3℃的温度。
这些尘埃来自太阳系这46亿年的各种撞击,甚至于有的尘埃是最初的星云中残留下来的“元老”。
绝对零度一个物理概念,但是只存在于理论值,现实中的宇宙并没有发现。
太阳的热辐射还有一个特点,沿直线传播,不会转弯。
如果在太空中被其他物体遮挡,那么基本上就接收不到太阳的热量。
比如人类的卫星,当它正对着太阳时,必须忍受太阳直射而来的热量,此时的卫星表面可以达到200℃。
当卫星运转到地球的背面,此时它完全看不见太阳,也接收不到太阳的热量,处于冰冷的太空环境中,忍受零下270℃的严寒。
这样的“冰火交融”会让卫星的材料产生极度的热胀冷缩,如果使用地球上的普通材料是完全不行的。
所以人造卫星材料必须内外兼修,既能承受高温,又能承受寒冷。
最接近绝对零度的存在
天文学家们曾经怀疑冥王星上有绝对零度存在,因为它距离太阳实在是太远了,那里曾被认为是太阳系最寒冷的地方。
事实证明,冥王星的温度距离绝对零度还有一定的距离。
冥王星虽然距离太阳很远,可它依旧处在太阳系的能量体系内,那么它无论如何都会接收到太阳的一部分热量。
只要接收到了热量,那么冥王星内部的粒子就会产生运动,只是这个运动并没有八大行星剧烈。
随着人类发射的探测器成功到达冥王星,开始展开探索,经过测量,冥王星表面温度为零下229℃,这个温度显然比绝对零度高出不少。
后来天文学家们才发现,真正接近绝对零度的存在,不在乎它与太阳的距离,而在于它本质上是否有粒子运动。也就是说,粒子运动决定包含该粒子的物质的人类所认为的温度。
这个时候天文学家们才发现,宇宙中除太空之外的其他真空空间,温度在零下270℃,这是最接近绝对零度的存在。
我们认为空无一物的宇宙物质还存在着人类看不见的物质,只要有物质存在,那么它就会有内能,不管是温度多低,都不可能低于绝对零度。
那么,如果在宇宙中,存在某个空间真的空无一物,连尘埃都没有,那么它是否会是绝对零度呢?
答案或许也是否定的,因为有暗物质。
暗物质与太空温度
暗物质被认为是人类看不见的物质,但是在宇宙中真实存在,它与构成天体的一切物质都有所不同。
暗物质才是组成宇宙的主要部分,占据宇宙的85%到90%。
天文学家们认为,暗物质参与宇宙中的相互作用,所以存在质量。
它是一种粒子,但是不同于我们已知的所有粒子,这表明在我们认为真空的宇宙中,存在着未知的粒子。
或许,那比绝对零度高的3℃,未必是尘埃的独奏,更像是暗物质的低吟。
如果未来能证实暗物质的存在,那么绝对零度或许就真的只是一个理论,它真的在宇宙中不存在。
人类曾经试图制造出绝对零度,在1957年创造出了0.00002K的超低温,这已经是目前最接近绝对零度的存在。
绝对零度是一个只能无限逼近但是无法达到的一个温度值。
我们在地球上看来如此简单的热传递、温度,在宇宙中却是如此复杂,甚至充满了各种谜团。
细细地想想,人类也算是宇宙的一部分,虽然渺小得如尘埃,但是我们本身也是各种粒子组成的,我们的体温保持在36℃左右,也是热运动的结果。
这么看,我们人类也很神秘。
宇宙就是这样,从大爆炸的100亿℃到逼近绝对零度,温度跨度十分巨大,也让它充满了各种危险。
人类在太空行走的时候,才是真正的在冰与火中起舞,一边是炙热的太阳热量,另一边是寒冷的太空。
人类的伟大与渺小,仅仅是人类对自身的评判与认可。
超越人类的所谓的“伟大”的,是高深莫测的宇宙。
人类,需要谦虚!
岁次壬寅年初秋 于旅途中 刘 恒
太阳表面的温度可以达到6000℃,但是,太阳到地球之间的温度却只有零下270℃。
然后地球表面的温度最热可以达到55℃。
那么问题来了,这些能量是怎么传递的,为什么中间的太空会这么寒冷?
或许,热量的传递比我们想象中的复杂,温度本身也是。
热量与温度
宇宙中充满了各种恒星,它们一个个宛如巨大的发热体,向外传递着自己的热量。
这些热量会被传递到其他天体上,比如行星、小行星甚至是看起来冰冷的彗星。
但是,恒星却无法将它与行星之间的太空加热,这是为何。
太空零下270℃的低温到底是怎么回事?
举个例子,提到太阳系中最热的行星,大家会第一时间想到水星,因为它距离太阳最近。
然而根据对水星的探测发现,水星正对着太阳的一面的确非常热,能够达到惊人的428℃。
然而背对着太阳的一面却能冷到零下190℃,比地球上最冷的地方都要冷。
为什么距离太阳的最近的水星,竟然会出现如此巨大的温差呢?
这就不得不提到热量的传递和温度的表现。热量的传递途径有三种方式,最常见的就是热传导,比如人们炒菜做饭,通过直接接触热源获得热量。
第二种是热对流,主要发生在流体上,比如我们常听到的什么西伯利亚冷空气、副热带高压、秘鲁寒流、墨西哥湾暖流等。
第三种热传递方式就是热辐射,这一种热传递不需要介质,是宇宙中热量的常见传递模式。
那么物体的温度是怎样表达出来的呢?答案就是物质内部粒子的运动。
运动得越激烈,这个物体的温度就会越高。
任何物体,都是由各种粒子组成的,只不过各种粒子的运动程度不一样。
如果两个物体获得了同样的热量,那么热运动更激烈的那个物体,温度越高。
地球上同一个地方的不同的物质温度会不一样,如赤道上空的温度和赤道地表的温度就不相同。
这是因为地面的温度是土壤和岩石粒子在接收到太阳的辐射热能后,内部运动产生的。
而气温,是大气中的各种气体分子在太阳辐射热的情况下运动,相当于是大气的内能。
由此我们可见,只要内部的粒子在运动,那么物质就会具有温度。而太空环境是真空,热量可以在它之中传递,但是却不会表现出温度。
这也是为什么宇宙中存在这么多恒星,一些恒星还是巨无霸,可是无论如何也不可能将真空加热。
炙热的太阳和寒冷的太空
太阳为什么这么热?是因为太阳就是一个宇宙核电站。
太阳由上万万亿吨氢原子组成,这些氢原子参与聚变反应,释放巨大的能量,这些能量中绝大部分是热能。
太阳的热量是以热辐射的形式传递到各个天体上,因此不需要介质。
太空环境是真空,它不会有粒子接收太阳的热量,也就更不会存在粒子运动,对比其他天体,太空环境过于寒冷。
按理说没有任何粒子运动,此刻的温度应该是绝对零度零下273℃才对,为何太阳到地球之间的温度为零下270℃,多出来的3℃时哪里来的?
太阳到地球之间的太空环境是真空,这个真空并不是指什么物质都不存在的“万物皆空”,而是相对于地球的标准大气压而言。
太空中存在着少量的尘埃,它们某种程度上会获得太阳的一些能量。
只不过这些尘埃在太空中的密度比起天体来说实在是太小了,因此只产生了3℃的温度。
这些尘埃来自太阳系这46亿年的各种撞击,甚至于有的尘埃是最初的星云中残留下来的“元老”。
绝对零度一个物理概念,但是只存在于理论值,现实中的宇宙并没有发现。
太阳的热辐射还有一个特点,沿直线传播,不会转弯。
如果在太空中被其他物体遮挡,那么基本上就接收不到太阳的热量。
比如人类的卫星,当它正对着太阳时,必须忍受太阳直射而来的热量,此时的卫星表面可以达到200℃。
当卫星运转到地球的背面,此时它完全看不见太阳,也接收不到太阳的热量,处于冰冷的太空环境中,忍受零下270℃的严寒。
这样的“冰火交融”会让卫星的材料产生极度的热胀冷缩,如果使用地球上的普通材料是完全不行的。
所以人造卫星材料必须内外兼修,既能承受高温,又能承受寒冷。
最接近绝对零度的存在
天文学家们曾经怀疑冥王星上有绝对零度存在,因为它距离太阳实在是太远了,那里曾被认为是太阳系最寒冷的地方。
事实证明,冥王星的温度距离绝对零度还有一定的距离。
冥王星虽然距离太阳很远,可它依旧处在太阳系的能量体系内,那么它无论如何都会接收到太阳的一部分热量。
只要接收到了热量,那么冥王星内部的粒子就会产生运动,只是这个运动并没有八大行星剧烈。
随着人类发射的探测器成功到达冥王星,开始展开探索,经过测量,冥王星表面温度为零下229℃,这个温度显然比绝对零度高出不少。
后来天文学家们才发现,真正接近绝对零度的存在,不在乎它与太阳的距离,而在于它本质上是否有粒子运动。也就是说,粒子运动决定包含该粒子的物质的人类所认为的温度。
这个时候天文学家们才发现,宇宙中除太空之外的其他真空空间,温度在零下270℃,这是最接近绝对零度的存在。
我们认为空无一物的宇宙物质还存在着人类看不见的物质,只要有物质存在,那么它就会有内能,不管是温度多低,都不可能低于绝对零度。
那么,如果在宇宙中,存在某个空间真的空无一物,连尘埃都没有,那么它是否会是绝对零度呢?
答案或许也是否定的,因为有暗物质。
暗物质与太空温度
暗物质被认为是人类看不见的物质,但是在宇宙中真实存在,它与构成天体的一切物质都有所不同。
暗物质才是组成宇宙的主要部分,占据宇宙的85%到90%。
天文学家们认为,暗物质参与宇宙中的相互作用,所以存在质量。
它是一种粒子,但是不同于我们已知的所有粒子,这表明在我们认为真空的宇宙中,存在着未知的粒子。
或许,那比绝对零度高的3℃,未必是尘埃的独奏,更像是暗物质的低吟。
如果未来能证实暗物质的存在,那么绝对零度或许就真的只是一个理论,它真的在宇宙中不存在。
人类曾经试图制造出绝对零度,在1957年创造出了0.00002K的超低温,这已经是目前最接近绝对零度的存在。
绝对零度是一个只能无限逼近但是无法达到的一个温度值。
我们在地球上看来如此简单的热传递、温度,在宇宙中却是如此复杂,甚至充满了各种谜团。
细细地想想,人类也算是宇宙的一部分,虽然渺小得如尘埃,但是我们本身也是各种粒子组成的,我们的体温保持在36℃左右,也是热运动的结果。
这么看,我们人类也很神秘。
宇宙就是这样,从大爆炸的100亿℃到逼近绝对零度,温度跨度十分巨大,也让它充满了各种危险。
人类在太空行走的时候,才是真正的在冰与火中起舞,一边是炙热的太阳热量,另一边是寒冷的太空。
人类的伟大与渺小,仅仅是人类对自身的评判与认可。
超越人类的所谓的“伟大”的,是高深莫测的宇宙。
人类,需要谦虚!
岁次壬寅年初秋 于旅途中 刘 恒
【#劉遵義料10年後內地經濟增速超北美歐洲# 】團結香港基金副主席劉遵義今日(18日)於一論壇上表示,世界經濟重心已經由北美及歐洲轉移至東亞,尤其是中國,相信未來10年內地經濟增長速度將超越北美及歐洲地區[憧憬][憧憬]。他預期,2030年內地實質GDP將與美國持平,達30萬億美元(約235萬億港元),國民儲蓄率亦超過四成,內地家庭及機構的財富增長,將拉動海外資產投資需求。#中國這十年# https://t.cn/A6SqjyVc
美国载人登月火箭现身发射台,发射价超20亿美元,推力超土星五号
经过约12小时的垂直转运,执行阿尔忒弥斯载人重返月球计划的SLS重型火箭成功转运至肯尼迪航天中心39B发射台。按照计划,将不早于本月29日发射不载人的猎户座飞船至绕月轨道,旨在完整检验飞船地月往返任务能力。该火箭由波音公司抓总研制。
首飞火箭执行的是阿尔忒弥斯一号任务,预计将在阿尔忒弥斯三号任务中实现载人重返月球,而在此之前还存在登月宇航服与登月版星舰研制进度缓慢等问题,能否如期在2025年实现“载人重返月球”目标仍存在很大变数。
SLS Block1 型火箭高98.3米,相当于32层楼房高度,全箭起飞重量2603吨,起飞推力约3752吨,这一数据甚至超过了昔日的土星五号,不过运力指标要逊色于后者,其地月转移轨道运力不小于27吨(土星五号则是45吨左右),近地轨道运力95吨。
火箭采用二级半构型设计:
一子级:最大直径8.4米,高64.6米,工作时间480秒,配置4台约189吨推力的RS-25氢氧发动机;
助推器:两枚3.7米直径5分段固体火箭助推器,高约54米,单枚起飞推力约1498吨,工作时间126秒;
二子级:高13.7米,直径5.1米,配置1台RL10B-2氢氧发动机,真空推力约11.2吨。
二子级与一子级之间的部分是“级间适配器”,二子级之上则是船箭适配器,再之上便是猎户座飞船与逃逸塔。
SLS重型火箭使用了大量航天飞机的货架产品,但依然在旷日持久的研制时间上消耗了大量资金,预计单枚火箭价格将超过20亿美元,未来该型火箭还将有多个升级版本,其最终运力指标将超越土星五号。
经过约12小时的垂直转运,执行阿尔忒弥斯载人重返月球计划的SLS重型火箭成功转运至肯尼迪航天中心39B发射台。按照计划,将不早于本月29日发射不载人的猎户座飞船至绕月轨道,旨在完整检验飞船地月往返任务能力。该火箭由波音公司抓总研制。
首飞火箭执行的是阿尔忒弥斯一号任务,预计将在阿尔忒弥斯三号任务中实现载人重返月球,而在此之前还存在登月宇航服与登月版星舰研制进度缓慢等问题,能否如期在2025年实现“载人重返月球”目标仍存在很大变数。
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火箭采用二级半构型设计:
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助推器:两枚3.7米直径5分段固体火箭助推器,高约54米,单枚起飞推力约1498吨,工作时间126秒;
二子级:高13.7米,直径5.1米,配置1台RL10B-2氢氧发动机,真空推力约11.2吨。
二子级与一子级之间的部分是“级间适配器”,二子级之上则是船箭适配器,再之上便是猎户座飞船与逃逸塔。
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