宇宙中有那麼多恆星放出熱量,為什麼宇宙還是那麼寒冷?

2020-10-03 萬象經驗

地球是一個適合生命生存的星球,其宜居性主要來源於溫度。我們每天都要接收來自太陽的輻射能量,也會向外太空輻射出多餘的熱量,正是這種能量平衡,使地球的平均溫度處於一個非常舒適的溫度。



宇宙中有無數個像太陽這樣的恆星,它們依靠核聚變釋放出能量,為整個宇宙加溫。在這些恆星的內部,溫度可以達到1500萬開爾文,其表面溫度也有5800開爾文。但是,儘管有那麼多恆星在輻射熱量,整個宇宙卻是非常寒冷的,它的溫度可以低達2.7開爾文。為什麼太空會如此寒冷呢?

物理學中,溫度其實是分子的平均動能。分子無規則運動的速度越快,在一定時間內撞擊我們的次數也就越多,傳遞的能量也就越大,此時我們就會感覺到溫度越高。同時,增加分子數也能提高溫度,因為撞擊我們的分子個數變多了。

在宇宙空間中,存在著許多氣體和塵埃。太陽光線只加熱其路徑上的氣體或塵埃,另一部分未受恆星熱輻射的物質會變得非常寒冷。即使是離太陽最近的水星,在它未接受陽光照射的那一面,它的溫度也會達到零下178攝氏度。在太陽系中,科學家測量到的最低溫度在月亮的隕石坑中,那裡照射不到陽光,溫度達到了零下240攝氏度。



如果我們走出太陽系,往更深的宇宙空間中去,我們會發現那裡更寒冷了。在那些地方,氣體和塵埃粒子之間的距離大大增加了,限制了傳遞熱量的能力,它們之間只能以熱輻射的傳遞熱量。越深入星際空間,粒子越來越稀疏,此時用分子平均動能來表示溫度已經沒有意義了。我們只能測量宇宙之間的熱輻射來確定它的溫度,而宇宙背景輻射就是重要來源。

宇宙背景輻射是宇宙大爆炸留下的遺蹟。在早期,宇宙的能量是非常高的,這時候宇宙呈現出不透明的樣子,因為光會和電離出的電子相互作用,無法向外傳播。等溫度降下去之後,電子被束縛到原子之中,這時候這些光才得以傳播。

不過,由於宇宙空間的膨脹,這些光發生了紅移,波長都被拉長了,光子的能量也降低了。科學家根據衛星測得的宇宙微波背景數據,算出它們的溫度處於2.7開爾文,基本上接近於絕對零度



因此,太空人的太空衣除了防輻射和加壓功能之外,它還有一個很重要的功能,那就是保溫。如果沒有這層防護,那麼太空人在空間中很容易就會失溫。

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    而理論上沒有上限,卻是有一個下限的,這個下限就是所有的物質全部停止運動的時候,這個時候的溫度是-273.15度,也就是「絕對零度」。絕對零度之所以非常有名,主要還是因為它具有「只能無限接近,不能到達」的特性。
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    宇宙中為什麼會有寒冷?是誰製造了冷氣?絕大部分朋友對太空的印象來自於好萊塢大片,而最近的《復仇者聯盟4》中烏木喉被吸入太空這種慘烈的「離線」方式也許給了大家一個太空無比震撼的感覺:寒冷!那麼是誰在太空中製造了如此寒冷的環境呢?
  • 太陽能把熱量傳遞地球來,而地球與太陽之間為什麼是那麼寒冷的?
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  • 宇宙中恆星那麼多為什麼還有天黑?科學家解開謎團
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  • 宇宙中那麼多恆星,為什麼沒有太陽的照射天空就黑了?
    在滿是星星的夜空下,如果有人問你,夜空為什麼是黑色的?你可能會脫口而出,是因為太陽落山了,夜半球的人不再受到陽光的普照。這好像是每個人都知道的答案。那麼,如果他繼續追問,既然夜空繁星滿天,這其中不乏比太陽更大、更亮的恆星,為什麼卻照不亮頭頂這片天?你該如何回答。
  • 夜晚天空那麼多恆星,可是為什麼夜空和宇宙都是黑暗的?
    但是同樣是恆星,為什麼太陽那麼亮,照亮了地球,夜晚滿目的恆星卻還是如此的黑暗呢?只是距離的緣故呢?夜空應該是黑暗的嗎?但是,如果這一切都是真的,那麼望著夜空進入無限的宇宙,就意味著在任何方向上我們最終都會看到一顆恆星。想像一下,看著一片茂密的森林,儘管樹之間有空間,但您會看到一堵樹牆,那是因為一棵樹總是落在您的視線內。在我們無限的宇宙中,您可能不得不往後看得越來越遠,才能看到給定方向的恆星,這可能意味著恆星太微弱而看不見。
  • 宇宙大爆炸至今,平均溫度高達200萬攝氏度,為何還是那麼冷?
    那麼,宇宙究竟是為何在變得越來越熱呢?研究者認為,這或許與宇宙的演化有關。我們都知道,宇宙中不僅有普通物質,還有看不到的暗物質、暗能量等,甚至還有一些尚未發現的物質、天體等存在。而在宇宙不斷的演化過程中,宇宙不斷膨脹,宇宙之間的各類物質和氣體,也會不斷聚集在一起形成新的星系,甚至是更大一點的星系團。
  • 宇宙中有那麼多恆星,為何太陽落山之後,天空就變黑了?
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    為什麼宇宙中這麼多的恆星不停產生熱量,宇宙的平均溫度才3k?自從發明瞭望遠鏡之後,人類對宇宙的探索從未間斷過,在不停的探索中我們對宇宙也有了更深入的了解,比如太陽只是宇宙中無數恆星中的一顆黃矮星。太陽上的溫度很高,表面溫度就有5700K,中心溫度更是有1500萬K,在表面之上的日冕層也高達百萬攝氏度。可是,為什麼宇宙中如此之多的恆星不停的在散發熱量,宇宙的平均溫度才3K呢?K在溫度技術方面是和攝氏度一樣計算的,只不過它的零度不是水凝結成冰的點,而是我們所說的絕對零度,0K就是已知最低溫度。
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  • 宇宙中為什麼會有那麼多的星星呢?
    話題:宇宙中為什麼會有那麼多的星星呢?妙華嚴:阿彌陀佛。人為什麼會有那麼多的念頭呢?從生到死從死到生,在這無始以來的生生死死死死生生中,能數明白自己究竟生了多少個念頭?就明了了,宇宙怎麼會有那麼多的星星?江河的沙子怎麼會有那麼多?下了一夜的雨滴,它們會有多少?不管多少多,妄心幻影罷了。當你的妄心熄滅時,念頭停止時,星星不多也不少。沙子不數就數過來了,數了,沒完沒了。雨滴有多少?四大海水可以是一滴水,一滴水也可以是無窮無盡那麼多的四大海水。那麼到底是四大海水多還是一滴水多呢?不多不少,本性同故,你中有我我中含你。一滴水具四大海無量,無量四大海同具一滴水。
  • 宇宙中的恆星有五彩斑斕的顏色,為什麼太陽看起來偏偏是黃色的?
    據目前的科研資料可知,宇宙中星球的種類包括了行星、恆星、彗星以及矮行星和中子星5大種類,而這5大種類中最為奇特應該就是那些真正自帶光芒的恆星了。相信看過關於描寫浩瀚宇宙知識紀錄片的朋友們都會發現這樣一個現象,那就是宇宙中存在著各種各樣的星系。而這些星系裡面又有著無數的發光恆星,而這些恆星卻有著五彩斑斕的不同顏色。
  • 宇宙有無數顆恆星,為何夜空還那麼黑呢?是因為大爆炸還是白噪聲
    在宇宙的可見部分,據估計,星系的數量超過5000億個,與此同時,每個星系又包含了數十億顆恆星。如果宇宙真的是無限的,並且一些恆星趨向於無窮大的話,那麼,按照邏輯,無論眼睛落在哪裡,都能看到恆星。也就是說,假設宇宙充滿了無數顆恆星,即使它們是稀疏的、無限的和密度均勻的,但無論從哪個方向,我們都能看到恆星。正是因為從這些論點出發,才出現了所謂的奧爾伯斯悖論(或光度悖論)。
  • 宇宙存在那麼多恆星有什麼用?是為了給人類看嗎?
    如果說宇宙那麼多星星只是給人類看的話,那人類就太自戀了,這與人類認為地球是宇宙的中心有何區別?現代人類才在宇宙中存在20萬年,有文明的歷史只有區區幾千年。而宇宙已經存在了138億年,有些恆星早在100多億年前就已經誕生,所以人類不過是極為卑微的存在,談何星星只為給人類看?
  • 如果宇宙不是被設計的,那麼這些現象怎麼解釋?
    ,可是在科學上,總有這樣的說法,那就是「科學的盡頭是神學」,所以很多人開始自我懷疑,認為宇宙的所有一切事物都是被設計的,是那麼的剛剛好。當科學家們首次發現粒子的時候,對粒子又進行了更加深入的研究,發現中子的質量一定要比質子的質量要大,因為只有這樣中子才能夠變成質子,以至於當宇宙大爆炸的時候為宇宙中提供氫氣,這樣才能夠創造出恆星,為其他星球提供能量。
  • 恆星能夠發光,但宇宙中最亮的光卻不是恆星發出的,而是黑洞
    宇宙寒冷而孤寂,如果說宇宙中還有一絲溫暖與熱情,那麼就要歸功於恆星了。恆星通過自身的核聚變產生了光和熱,給宇宙帶來了一分光明。在宇宙中,恆星是一種非常常見的天體,僅銀河系之中就有數千億顆恆星,而每一顆恆星都會給一定的區域帶來光與熱,太陽就是一個最好的例子,因為太陽的光和熱,地球才能夠如此生機盎然。宇宙中大部分的光亮都來自於恆星,但宇宙中已知的最亮的光卻並不是由恆星所發出的,而是來自一個黑洞,也就是已知宇宙中最大的黑洞TON618。黑洞是什麼?黑洞會發光嗎?它是怎麼來的?