Temperatur i rymden i Celsius. Vad är temperaturen i yttre rymden?

Innehållsförteckning:

Temperatur i rymden i Celsius. Vad är temperaturen i yttre rymden?
Temperatur i rymden i Celsius. Vad är temperaturen i yttre rymden?
Anonim

Vad är temperaturen i rymden utanför jordens atmosfär? Och i det interstellära rymden? Och om vi går bortom vår galax, blir det kallare där än inne i solsystemet? Och går det ens att prata om temperatur i förhållande till vakuum? Låt oss försöka lista ut det.

Vad är värme

Först måste du förstå vad temperatur i princip är, hur värme alstras och varför kyla uppstår. För att besvara dessa frågor är det nödvändigt att överväga materiens struktur på mikronivå. Alla ämnen i universum är uppbyggda av elementarpartiklar - elektroner, protoner, fotoner och så vidare. Atomer och molekyler bildas av deras kombination.

temperatur i rymden
temperatur i rymden

Mikropartiklar är inte fasta objekt. Atomer och molekyler vibrerar ständigt. Och elementarpartiklar rör sig med hastigheter nära ljuset. Vad är sambandet med temperatur? Direkt: energin för rörelse av mikropartiklar är värme. Ju mer molekylerna vibrerar i till exempel en metallbit, desto varmare blir den.

Vad är kallt

Men om värme är rörelseenergin för mikropartiklar, vad blir då temperaturen i rymden, i vakuum? Naturligtvis är det interstellära rymden inte helt tom - fotoner som bär ljus rör sig genom det. Men materiens densitet där är mycket lägre än på jorden.

Ju mindre atomerna kolliderar med varandra, desto svagare värms ämnet som består av dem upp. Om en gas under högt tryck släpps ut i ett förtunnat utrymme kommer dess temperatur att sjunka kraftigt. Driften av det välkända kompressorkylskåpet bygger på denna princip. Temperaturen i yttre rymden, där partiklar är mycket långt ifrån varandra och oförmögna att kollidera, bör alltså närma sig absolut noll. Men är detta sant i praktiken?

Hur värme överförs

När materia värms upp avger dess atomer fotoner. Detta fenomen är också välkänt för alla - ett glödande metallhår i en elektrisk glödlampa börjar lysa starkt. I det här fallet bär fotoner värme. På så sätt går energi från ett varmt ämne till ett kallt.

vad är temperaturen i rymden
vad är temperaturen i rymden

Ytterrymden är inte bara full av fotoner som sänds ut av otaliga stjärnor och galaxer. Universum är också fyllt med den så kallade relikstrålningen, som bildades i de tidiga stadierna av dess existens. Det är tack vare detta fenomen som temperaturen i rymden inte kan sjunka till absolut noll. Även långt från stjärnor och galaxer kommer materia att ta emot värme spridd över hela universum från kosmisk mikrovågsbakgrundsstrålning.

Vad är absolut noll

Inget ämne kan kylas under en viss temperatur. När allt kommer omkring är kylning en förlust av energi. Enligt termodynamikens lagar kommer entropin i systemet vid en viss punkt att nå noll. I detta tillstånd kan materia inte längre förlora energi. Detta kommer att vara den högsta möjliga låga temperaturen.

Absolut noll är minus 273,15 °C eller noll Kelvin. Teoretiskt kan en sådan temperatur erhållas i slutna system. Men i praktiken är det ingenstans i universum möjligt att skapa ett område av rymden som inte skulle påverkas av några yttre krafter.

Vad är temperaturen i rymden

Vårt universum är inte homogent. Stjärnornas kärnor värms upp till miljontals grader. Men det mesta av utrymmet är förstås mycket kallare. Om vi talar om temperaturen i yttre rymden, så är den bara 2,7 grader över absoluta nollpunkten och är minus 270,45 Celsius.

yttre rymden
yttre rymden

Denna värme kommer från den redan nämnda kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen. Men universum expanderar, vilket innebär att dess temperatur gradvis kommer att minska. Teoretiskt, på biljoner år, kan materien i den svalna till lägsta möjliga nivå. Men frågan om huruvida universums expansion kommer att sluta med en "värmedöd", eller om den kommer att bli mer heterogen och strukturerad på grund av gravitationskrafternas inverkan, förblir en fråga om debatt.

Det är varmare på platser där materia ansamlas, men inte mycket. Moln av gas och damm som finns mellan stjärnorna i vår galax har en temperatur på 10 till 20 grader över absoluta nollpunkten, det vill säga minus 263-253 °C. Och bara nära stjärnorna, inuti vilka kärnfusionsreaktioner äger rum, kan man hitta tillräckligt med värme för den bekväma existensen av proteinlivsformer.

Jordomloppstemperatur

Vad är temperaturen nära vår planet? Bör astronauter som reser till ISS fylla på med varma kläder? I en omloppsbana nära jorden värms metall under solens direkta strålar upp till 160 grader Celsius. Samtidigt kommer föremål i skuggan att kylas ner till minus 100 °C. Därför, för rymdpromenader, används rymddräkter med pålitlig värmeisolering, värmare och ett kylsystem för att skydda en person från ett så allvarligt temperaturfall.

Plats
Plats

Inte mindre extrema förhållanden på månens yta. Dess solbelysta sida är varmare än Sahara. Temperaturen där kan överstiga 120 °C. Men på den mörka sidan sjunker det till cirka minus 170 °C. Under månlandningen använde amerikanerna rymddräkter som hade 17 lager av skyddsmaterial. Termoreglering tillhandahölls av ett speciellt system av rör där vatten cirkulerade.

Temperaturer på andra planeter i solsystemet

Klimatet påverkas i hög grad av närvaron eller frånvaron av en atmosfär. Detta är den näst viktigaste faktorn efter avståndet till solen. Det är tydligt att när du rör dig bort från stjärnan sjunker temperaturen i rymden. Men närvaron av atmosfären gör att du kan behålla en del av värmen på grund av växthuseffekten.

Den mest slående illustrationen av detta fenomen är Venus klimat. Temperaturen på dess yta når 477 °C. På grund av atmosfären är Venus varmare än Merkurius, som är närmare solen.

Mercurys genomsnittliga yttemperatur är 349,9°C under dagen och minus 170,2°C på natten.

Mars kan värma upp till 35 grader Celsius på sommaren vid ekvatorn och svalna till -143°C på vintern vid polarmössorna.

Jupiter når -153°C.

temperatur i yttre rymden
temperatur i yttre rymden

Men ju längre bort från solen, desto kallare. Uran sparar inte längre ens det atmosfäriska lagret. Även om den behåller värmen och hindrar den från att omedelbart fly ut i yttre rymden, sjunker temperaturen där fortfarande till minus 224 °C.

Men det är kallast på Pluto. Dess yttemperatur är minus 240 °C. Det är bara 33 grader över absoluta nollpunkten.

Den kallaste platsen i rymden

Det sades ovan att det interstellära rymden värms upp av relikstrålning, och därför sjunker inte temperaturen i rymden i Celsius under minus 270 grader. Men det visar sig att det kan finnas kallare områden.

1998 upptäckte Hubble-teleskopet ett gas- och dammmoln som expanderar snabbt. Nebulosan, kallad Boomerang, bildades på grund av ett fenomen som kallas stjärnvinden. Detta är en mycket intressant process. Dess väsen ligger i det faktum att en ström av materia "blåses ut" från den centrala stjärnan med en enorm hastighet, som, när den faller in i det försålda yttre rymden, kyls av på grund av en kraftig expansion.

vad är temperaturen i yttre rymden
vad är temperaturen i yttre rymden

Forskare uppskattar att temperaturen i Boomerangnebulosan bara är en grad Kelvin, eller minus 272 °C. Detta är den lägsta temperaturen i rymden som astronomer hittills lyckats registrera. Boomerangnebulosan ligger på ett avstånd av 5 tusen ljusår från jorden. Du kan se den i stjärnbilden Centaurus.

Jordens lägsta temperatur

Så, vi fick reda på vad temperaturen är i rymden och vilken plats som är kallast. Nu återstår det att ta reda på vilka de lägsta temperaturerna som erhölls på jorden. Och detta hände under de senaste vetenskapliga experimenten.

År 2000 kylde forskare vid Tekniska universitetet i Helsingfors en bit rodiummetall till nästan absolut noll. Under experimentet erhölls en temperatur lika med 110-10 Kelvin. Detta är bara 0,000000000 1 grad över den nedre gränsen.

temperatur i rymden i Celsius
temperatur i rymden i Celsius

Syftet med forskningen var inte bara att få ultralåga temperaturer. Huvuduppgiften var att studera magnetismen hos rodiumatomernas kärnor. Denna studie var mycket framgångsrik och gav ett antal intressanta resultat. Experimentet hjälpte till att förstå hur magnetism påverkar supraledande elektroner.

Att uppnå rekordlåga temperaturer består av flera successiva nedkylningssteg. Först, med hjälp av en kryostat, kyls metallen till en temperatur av 310-3 Kelvin. De nästa två stegen använder den adiabatiska kärnavmagnetiseringsmetoden. Rhodium kyls till en temperatur av först 510-5 Kelvin och når sedan en rekordlåg temperatur.

Rekommenderad: