陽光經過太空照熱地球,為啥太空卻超級寒冷?我們能讓太空變暖麼

宇宙的祕密 發佈 2024-02-27T20:01:08.929215+00:00

每當我們仰望星空,總會不由自主地感到驚嘆。夜空中的星星,太空飛船和衛星,甚至是宇宙黑洞和星系都讓我們無比著迷。但是,有一個關於太空的基本問題,也許我們從未思考過:為什麼太空這麼冷?要知道地球的夏季如此炎熱,就和太陽的照射有關。可陽光途經的太空,居然超級寒冷。那原因究竟是什麼呢?

每當我們仰望星空,總會不由自主地感到驚嘆。夜空中的星星,太空飛船和衛星,甚至是宇宙黑洞和星系都讓我們無比著迷。但是,有一個關於太空的基本問題,也許我們從未思考過:為什麼太空這麼冷?


要知道地球的夏季如此炎熱,就和太陽的照射有關。可陽光途經的太空,居然超級寒冷。

那原因究竟是什麼呢?

要知曉其中原因,我們就得首先了解一下熱量傳遞的方式了。

熱量傳遞的方式有三種:傳導、對流和輻射。其中,傳導和對流都需要介質,例如通過固體、液體或氣體,才能傳遞熱量。但是,在太空中,由於缺乏大量的粒子,傳導和對流都無法有效傳遞熱量。

顯而易見,太陽不是通過傳導、對流的方式向地球傳輸熱量的。


如你所料,太陽釋放的大部分熱量,或者說能量,就是通過輻射到達地球。而輻射是一種不需要介質的熱量傳遞方式。太空是一種真正的真空,所以太陽的光和熱能在太空中自由傳播,而不會被太空中幾乎沒有的氣體分子所干擾。太陽發出的多種波段的電磁波,如可見光和紅外線輻射,都可以穿過太空的真空並向地球傳遞能量。

這些電磁波到達地球的大氣層和表面時,會與地球大氣層和地面的分子相互作用,其能量最終被轉移給地球物質,使其分子運動加速。因此當這些輻射到達地球的大氣和表面時,在被氣體、水和陸地吸收後,最終地球也整體變暖了。然後一部分熱量,後續還會通過傳導和對流,傳遞到這些介質周圍環境中。

由於太空中的粒子密度極低,所以傳導和對流兩種熱量傳遞方式都不適用於太空。傳導需要介質,而對流需要大量的流體。太空中幾乎沒有分子物質,所以這兩種熱量傳遞方式無法發揮作用。這也解釋了陽光經過的太空,為什麼會非常寒冷。


那我們能讓太空變暖麼?

答案也很明顯。我們目前沒有辦法直接讓太空變暖。

不過,通曉了這其中的原理,我們可以控制太空中的物體溫度。例如,我們可以在太空飛行器的表面塗覆特殊的材料,以反射太陽輻射並減少吸收太陽能,從而使太空飛行器保持相對涼爽。這也是我們的空間站和國際空間站,外面不少地方鋥光瓦亮的原因。


利用這其中的原理,我們還可以在太空中放置熱電發電機,這些發電機可以利用熱差效應將熱量轉換為電能。這些發電機通常用於長期太空任務,如國際空間站,以產生電力並保持設備和乘員的溫度。


另外補充說一下,除了太陽輻射外,太空中其實還充滿了宇宙微波背景輻射,這是宇宙大爆炸的遺留物。這種輻射非常冷,溫度僅有2.7開爾文(-270.45攝氏度)。事實上,這是我們所知道的宇宙中最冷的東西!

因此,雖然太空可能看起來像是一個空無一物、毫無生命的虛空,但實際上充滿了迷人的現象和複雜的物理學。從黑洞到暗物質,太空的神秘現象一直吸引著科學家和非科學家的關注。

下次你仰望星空時,請記住,太空不僅是看似空洞的存在,還隱藏著很多奧秘。比如更加神秘的量子漲落現象。


最後,結合以上知識,以本質的角度思考問題,你對下面這個問題是否自己也能解答了呢:

如果太空這麼冷,被照射物又很熱,那太空人如何在他們的太空服里保暖呢?

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