太陽表面溫度超過5500度,地球曬熱了,為何太空是冰冷的?

2021-02-13 趣聊科學

寒冷的冬天來了,涼颼颼的寒風吹在臉上,有點像刀颳得疼,如果你騎個電動車在寒風中,我想,你一定十分懷念夏天的熱浪。

 

其實,地球之所以有一年四季之分,主要是因為地球圍繞太陽公轉,公轉影響了地球表面,不同區域獲得能量的強度大小和時間長短。

太陽是地球表面熱量的來源,而且太陽僅分給了地球總能量的22億分之一,相當於100億億度電的能量,那麼太陽能量怎麼產生的?

 

關於太陽

地球人眼中的太陽表面十分平靜,每天周而復始的,為人類提供熱量和光照,而實際上,太陽內部的狂熱超過了你的想像。

其實,太陽和地球一樣,也是分層的,由內及外,分別為核心區、輻射區、對流區、光球區、色球區、日冕區,其中光球區以內,統稱為太陽內部,以外稱為太陽大氣。

 

核心區是太陽最重要的區域,太陽的光和熱都是來自於核心區的核聚變反應,內部燃料氫通過氫原子核(質子)的核聚變反應生成氦-4氦,並釋放大量能量。

 

核心區每秒鐘有6億噸氫發生核聚變反應,從而讓太陽核心區溫度高達1500萬攝氏度,不過,我們也不要擔心太陽會把燃料燃燒完,科學推測,根據目前太陽大小和成分預估,太陽至少還有50億年的壽命。

 

太陽內部的核心區、輻射區、對流區,人類通過肉眼是看不到的,人類能夠看到的是太陽的光球層,事實上,我們看到的太陽,是太陽對流層上面的大氣,那是一層不透明的氣體「薄層」,不過,這裡的「薄」是相對於太陽大小來說,其厚度是超過500千米的。

而且,光球層的溫度比核心區低太多,只有5500攝氏度,而且這是平均溫度,還有一個溫度更低的地方,只有4200攝氏度,也就是人類常說的太陽黑子。

 

人類眼中的太陽,是一個白色或黃白色的球體,實際上,太陽是一個「藍綠色」恆星,因為太陽光的峰值波長為500納米,正好介於光譜中的綠色和藍色中間區域顏色,所以我們看到的是黃色或者黃白色。

 

太陽那麼熱,為什麼太空是冰冷的?

既然太陽能夠釋放這麼多能量,地球僅分享了太陽能量的22億分之一,就如此暖和,為什麼太空中溫度,卻低達零下270攝氏度,太陽的熱和太空冷怎麼會形成如此大的反差?

前面已經介紹了,太陽溫度很高,表面溫度達到5500攝氏度,而且太陽能量也釋放出來了,為什麼太空溫度仍然很低。

 

解釋這個原因之前,先了解下溫度,初中物理課本告訴我們溫度的定義,宏觀上,溫度是表徵物體冷熱程度的物理量,微觀上來講,溫度是物體分子熱運動的劇烈程度。

我們取名太空,那太空的「空」字告訴我們,太空中的粒子少得可憐,舉個例子:一勺空間(1立方釐米)太空僅有一個原子,然而地球上一勺空間包含1000億個空氣分子。

一個原子,在空間中就算再劇烈距離運動,也不會有多大能量,所以稀薄的太空溫度僅有3K(-270℃)左右,要知道0K(-273℃)粒子就停止運動了。

 

月球裸睡,地球有棉被

在月球上,白天溫度高達120攝氏度,晚上溫度零下170攝氏度,晝夜溫差達到300攝氏度,而且月球離地球距離最近,單位面積接收的太陽輻射能量,在理論上應該是差不多的,但溫度與地球卻是天壤之別。

 

這也就解釋了太空冷的原因,簡單來說,就是月球表面沒有大氣層,相當於直接裸睡在太空中,白天,月球表面能夠吸收太陽輻射能,溫度很快上升到100攝氏度以上,而到晚上,月球表面接收不到太陽光,因此溫度很快就降下來了。

 

而地球就不一樣了,地球有大氣層,我們可以形象地稱其為「棉被」,這個棉被均勻地包裹著整個地球,地球就像處於溫室中一樣,白天太陽光照耀在大氣層上,大氣層反射了一部分太陽光,地球溫度不會過高,另一部分太陽光以短波形式穿過大氣層,讓地表溫度增加,晚上,地球表面向外輻射能量,地表溫度不高,主要是以長波為主,而這些長波無法穿過大氣層,因此地表溫度不會損失太多,這就是地球棉被的作用。

 

假如太陽立刻消失,地球能撐幾秒

假設,春天的早上,地球表面溫度為15℃,年輕人正在努力工作,孩子們在操場上玩,此時,后羿突然出來,把最後一顆太陽射下來了,那接下來地球會發生什麼呢?

那天空立馬會由陽光明媚的白天變為漆黑的夜晚,沒了陽光的照耀,地表開始慢慢下降,不過地球有棉保暖。

 

在太陽消失12個小時後,地表平均溫度(不是大氣溫度)下降到14.3℃,這時候人類還是能夠應付沒有陽光的日子,這主要得益於地球大氣層的保溫作用,以及海洋也儲存了一些能量。

太陽消失48小時後,地表平均溫度下降到14℃,陸地已經基本上變成冰天雪地。

 

加州理工學院任職行星科學教授David Stevenson表示,失去太陽後的一周,地表平均溫度將會達到了-17.8℃,一年後溫度將會繼續下降,地表溫度將達到-73.33℃,此時,整個地球表面全部被冰雪覆蓋,在這麼低的溫度下,地球上幾乎沒有任何一個生物可以抵抗。

不過,由於海洋表面被凍住形成一個隔絕冷氣的冰層,在海洋千米以下的深水區不會凍結。

因此,經歷百萬年以後,地球將最終達到一個相對穩定的-240℃。

 

寫在最後

太陽照射的地方,並不是因為太陽光的溫度高,而是太陽光讓周圍粒子運動加劇,讓溫度上升,地球表面分布大量粒子,而遙遠的太空物質密度很低,所以整個太空溫度很低。

 

相關焦點

  • 太陽表面溫度約6000攝氏度,地球都曬熱了,為何太空卻是冰冷的?
    地球的溫度平均在15攝氏度左右,最高也才60度,是一個非常適合生命體生長繁殖的區間。我們再來瞧瞧地球之外的其它星球,平均溫度都是以幾百度計算的,比如金星,常年在475度上下活動,除非能夠適應上這種溫度,否則是完全無法生存的。平均溫度達到幾百度的星球,還只是一群小巫而已,真正的霸主那肯定要數太陽了!
  • 太陽把溫度傳到地球,為什麼太陽到地球之間的太空卻是冰冷的?
    據相關數據推測分析,太陽已經有約45.7億歲,而地球則是約40億歲,在長達40億年的時光裡,太陽的照耀為地球孕育了無數生命,也正因此地球從太陽獲取溫度,並存有溫度,但是,為什麼太陽與地球之間的太空卻是冰冷的呢首先說說太陽的溫度
  • 太陽表面接近6000度,地球都曬熱了,為何太空卻是絕對零度?
    可是太陽都把地球曬熱了,為什麼地球和太陽之間的太空溫度是接近於絕對零度的呢?恆星核聚變反應要了解這個問題,我們首先要先搞清楚太陽具體是如何產生能量的。如果非要用一句話概括,那應該是:物極必反,都是被引力逼出來的。為什麼這麼說呢?太陽的質量是地球質量的33萬倍,佔據整個太陽系總質量的99.86%,是太陽系絕對的霸主。
  • 太陽溫度6000度,地球都被烤熱了,為何日地之間的太空卻冷冰冰?
    恆星核聚變反應要了解這個問題,我們首先要先搞清楚太陽具體是如何產生能量的。那麼問題來了,這些光子為什麼沒有使日地之間的宇宙空間熱起來,反倒烤熱了地球?一直以來都流傳著太空的溫度是絕對零度,實際上這個想法是有問題的。正如上文說到的,我們其實很難測得出太空的溫度。其次,宇宙的平均溫度是零下270.15攝氏度,要比絕對零度要高2.7度。這個溫度來自於宇宙大爆炸留下來的餘溫,也被稱為宇宙微波背景輻射,但這個溫度很難測到。
  • 太陽和地球之間的太空很冷,可為何太陽光照到了地球卻能變熱?
    地球首先要明確一點,地球溫度只是一部分來自太陽,大部分是靠地下的熱源供地熱,再有地球有大氣層,就像人穿厚衣服一樣,曬太陽時暖和,不曬時身體也不冷。為什麼高山距太陽近而溫度反而低,地表吸收太陽的電唵波而發熱,而高海拔應該吸收比低海拔的吸收量更多,為什麼高處的溫度會低而不是升高?何解?
  • 太陽的表面溫度能達到多少度 太陽的表面溫度多少度
    我們都知道,太陽的溫度非常高,但是到底有多高,還是有很多人都不知道。今天小編就來告訴大家,太陽的表面溫度能達到多少度。太陽表面溫度約為5500攝氏度,日冕層溫度約為5 × 106 攝氏度,中心溫度約為2000萬攝氏度,大約是3600多倍。太陽是距離地球最近的恆星,是太陽系的中心天體。太陽系質量的 99.87%都集中在太陽。
  • 歷經46億年,地球核心溫度仍與太陽表面溫度相當,這是為什麼?
    科學家綜合各方面的數據,發現地核的溫度大約在4000~6000攝氏度左右。要知道,太陽表面的溫度也才5500攝氏度左右。地球誕生了這麼久,經過長時間的冷卻,為什麼內部溫度還這麼高?這得從地球內部的情況說起。
  • 為何太陽光在太空中是冷的,照到地球上是熱的?
    為何太陽光在太空中是冷的,照到地球上是熱的?
  • 太陽表面溫度很高,地球內部溫度更高,宇宙中最高溫度是多少?
    太陽是太陽系光與熱的源泉。依賴於這份光與熱,地球生命在數十億年以來得以繁衍生息。自古以來,人們就對太陽充滿了敬畏,人們知道太陽所能夠提供的能量是巨大的,但人們想不到的是,在地球表面能夠收集到的太陽能量與太陽表面所散發出來的能量相比,可以說是微不足道。
  • 太陽一直在發光發熱,太空溫度為什麼是零下?
    我們都知道,一顆星球能夠孕育生命,其中一個條件就是擁有光和熱,而太陽恰恰給予了地球最好的環境,要是沒有太陽的話,地球將會變成一個巨大的冰球,而生命也將不復存在。太陽的表面溫度在5770K以上,人們也因此常常將太陽形容成一個熊熊燃燒的大火球,但其實,太陽的內部並沒有在燃燒,而太空是真空的環境,也不可能提供燃燒所必備的氧氣。
  • 地心溫度高達6800℃,比太陽表面溫度還高,為何人類沒有感覺?
    地球內部示意圖從內部條件來看,這些因素包括氧氣、大氣層、臭氧層、液態水和光合作用,不過這一切條件都是以另一個條件為基礎,那就是地球擁有合適的溫度,地球的平均溫度為15℃,即使是陽光直射的時候,溫度也不會超過40℃,這都在生命的可承受範圍內,不像其他星球動輒上百攝氏度,甚至幾百攝氏度,與其他星球相比,地球的氣溫真的非常的溫和,因此地球又被稱作是一顆溫和的星球,雖然地球被稱作溫和的星球
  • 太陽表面5500攝氏度,那6000度的高溫有東西能夠承受嗎?
    即使這樣,在6000度的高溫下也會融化的。目前所知,在6000度的高溫下,沒有任何物體能夠承受。地球核心處的溫度就高達6000多攝氏度,但其內部仍然是固態金屬,主要成分為鐵和鎳。眾所周知,在標準大氣壓下,鐵的熔點為1538攝氏度,沸點為2862攝氏度。為什麼鐵沒有成為液態或者氣態呢?那是因為,地核深處的壓力非常之高,大約相當於350萬倍標準大氣壓。
  • 為什麼太陽大氣層的溫度比太陽表面高
    太陽表面的溫度大約有5770K(6043攝氏度),但太陽大氣層中色球、過渡區和日冕的溫度卻遠高於這個數值。按照常理,應該是太陽內部溫度最高,表面低一點,大氣層更低。這種反常讓人覺得匪夷所思。新的研究解釋了為什麼太陽大氣層的溫度為什麼比太陽表明高。當我們在地球上觀察早晨的太陽時,會發現太陽是一個安靜的紅色圓盤。
  • 太陽表面溫度有多高?我們無需接觸太陽就能知道!
    太陽是一顆黃矮星,表面溫度大約5500℃,核心溫度高達1500萬度,核心壓力3000億個大氣壓,在我們宇宙中,太陽是一顆再普通不過的恆星。有人可能有疑問,我們人類的探測器從未直接接觸過太陽表面,那麼我們又是如何得知太陽溫度的呢?
  • 太陽表面溫度高達5770k,太空中為什麼還是那麼冷?
    在長期探索的過程中,人們認為太陽是生命誕生的關鍵,因為太陽為地球提供了適宜的溫度,陽光還為我們照亮了黑暗。而人們也對相關原理感到無比好奇,尤其是陽光明明穿過了太空才到達地球,為什麼我們能夠感覺到溫暖,而太空的溫度卻始終是0℃以下呢?
  • 探測器遠離地球上億千米,表面一百萬度!繼續靠近,發現未見畫面
    太陽的表面超過5500K,內核溫度超過1300萬K,這個溫度下地球上可能沒有任何物質擋得住,但事實上帕克太陽探測器就在非常靠近太陽的地方執行任務,那麼從理論上看,能不能找到一種材料可以經受住太陽的熱量呢?地球上最耐熱的材料是什麼?
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    清晨醒來陽光已灑滿窗臺,傍晚時分,太陽又悄然落幕。這些習以為常的自然現象突然消失,不再周而復始,那我們將面臨怎樣的世界?地球距離太陽約一億五千萬公裡左右,根據光的傳播速度來計算,當太陽離開地球,大約在八分鐘後,最後一縷陽光將從地球上消失。整個地球將陷入夜幕,失去太陽光源的月亮再也不會寧靜地懸掛於天幕,而是淪落為太空中一顆死寂的冰冷星球。
  • 太陽和地球之間幾乎為絕對零度,穿越真空後的光線為何能加熱地球
    溫度的本質是什麼?物理學告訴我們,從宏觀上來看,溫度是用來形容物體冷熱程度的物理量,而從微觀上來講,其本質就是微觀粒子的運動程度。微觀粒子的運動越劇烈,那麼溫度就越高。 既然如此,問題就產生了,為何太陽與地球之間的太空明明如此寒冷,但太陽光照射到地球後卻還可以讓人感受到溫暖呢?
  • 太陽表面溫度26℃?特別適合人類居住!
    有些人覺得離太陽越近就越熱,如果這個觀點成立,地球上最熱的地方應該是珠穆朗瑪峰;而水星作為離太陽最近的行星,按理說應該熔了。其實,在太空中,由於是真空環境,熱能不能像在地球上那樣通過固體、液體或者氣體傳導。太陽是通過熱輻射,傳遞到地球,而地球的大氣層起至關重要的作用,它束縛住50%的太陽熱能量,防止其逃逸到太空,使地球保持溫暖。所以,珠穆朗瑪峰才比地面上的溫度要低。
  • 離開了太陽,地球的溫度會變成多少度?
    眾所周知地球上雖然能夠產生能量的東西有很多,比如煤氣,煤炭,石油,天然氣等,但它們最終來源都是太陽,可以說太陽是我們地球的唯一能量來源。也是因為太陽的唯一性,不可替代性,很多人都曾經擔心過,如果太陽能量枯竭了,地球會面臨什麼樣的狀況。今天我們就一起來探討一下,如果沒有太陽,地球會怎麼樣?