Jaka temperatura panuje w kosmosie? Wskazujemy powód dla którego jest tak zimno

Jaka temperatura panuje w kosmosie? Wskazujemy powód dla którego jest tak zimno

18 czerwca, 2022 0 przez admin

Temperatura w kosmosie – jaka jest?

Jeden stopień Fahrenheita to temperatura około – 17 stopnia Celsjusza.

Daleko poza naszym Układem Słonecznym i poza odległymi zasięgami naszej galaktyki – w ogromnej nicości kosmosu – odległość między cząsteczkami gazu i pyłu zwiększa się, ograniczając ich zdolność do przekazywania ciepła. Temperatury w tych pustych obszarach mogą spadać do około -455 stopni Fahrenheita (2,7 kelwina). Czy masz już dreszcze?

Jednak zrozumienie, jak zimna jest przestrzeń kosmiczna i dlaczego próżnia kosmiczna jest tak zimna, jest skomplikowane.

Dla fizyków wiedza o tym, jaka jest temperatura w przestrzeni kosmicznej, wiąże się z prędkością i ruchem. Jim Sowell, astronom z Georgia Institute of Technology, mówi Popular Mechanics: „Kiedy mówimy o temperaturze w pokoju, to nie jest to sposób, w jaki naukowcy mówią o tym”. „Używalibyśmy wyrażenia 'ciepło’, aby określić prędkości wszystkich cząsteczek w danej objętości”.

Większość, jeśli nie całość ciepła we wszechświecie pochodzi z gwiazd takich jak nasze Słońce. Wewnątrz Słońca, gdzie zachodzi fuzja jądrowa, temperatura może wzrosnąć do 15 milionów kelwinów. (Na powierzchni osiągają one tylko około 5800 kelwinów).

Ciepło, które opuszcza Słońce i inne gwiazdy, przemieszcza się w przestrzeni kosmicznej w postaci fal podczerwonych, zwanych promieniowaniem słonecznym. Promienie słoneczne ogrzewają tylko cząsteczki znajdujące się na ich drodze, więc wszystko, co nie znajduje się bezpośrednio w polu widzenia Słońca, pozostaje chłodne. Naprawdę chłodne.

W nocy temperatura powierzchni nawet najbliższej Słońcu planety, Merkurego, spada do około 95 kelwinów. Temperatura powierzchni Plutona osiąga około 40 kelwinów. Tak się składa, że najniższa temperatura, jaką kiedykolwiek odnotowano w naszym Układzie Słonecznym, została zmierzona znacznie bliżej domu. W 2009 roku naukowcy zmierzyli głębokość ciemnego krateru na powierzchni naszego Księżyca i stwierdzili, że temperatura spadła do około 33 kelwinów, jak podaje New Scientist.

To bardzo zimno, jak w -400 stopniach Fahrenheita.

Przeczytaj również: jakiej rasy jest scooby doo

Temperatura w kosmosie – pusta przestrzeń?

Ale nasz wszechświat jest ogromny – niewyobrażalnie rozległy (i być może jest pętlą?). A co z próżnią kosmiczną?

No cóż, tu sprawy się komplikują. W bliskich i odległych galaktykach zaobserwowano, że siatka pyłu i obłoków, która wije się między gwiazdami, ma temperaturę od 10 do 20 kelwinów. Nieliczne obszary przestrzeni, które zawierają niewiele poza kosmicznym promieniowaniem tła, pozostałością energii z formowania się wszechświata, oscylują wokół temperatury 2,7 kelwina.

Temperatury te niebezpiecznie zbliżają się do nieuchwytnej miary: zera absolutnego. W temperaturze zera bezwzględnego, czyli -459,67 stopni Fahrenheita, między cząsteczkami nie zachodzi żaden ruch ani wymiana ciepła, nawet na poziomie kwantowym.

W próżni kosmicznej cząsteczek gazu jest niewiele – około jednego atomu na łyżkę lub 10 centymetrów sześciennych, jak podaje Quartz – dlatego nie są one w stanie łatwo przekazywać sobie nawzajem ciepła poprzez przewodzenie i konwekcję. Ciepło w przestrzeni kosmicznej może być przekazywane tylko przez promieniowanie, które reguluje sposób, w jaki cząsteczki światła, czyli fotony, są absorbowane lub emitowane – czytamy w serwisie UniverseToday.

Im dalej podróżujesz w przestrzeń międzygwiezdną, tym bardziej zdajesz sobie sprawę, jak zimna jest przestrzeń kosmiczna. „Nie wiem, czy kiedykolwiek uda Ci się zejść do zera absolutnego” – mówi Sowell. „Zawsze będzie widać jakieś światło i będzie jakiś ruch”.

Być może istnieją obszary wszechświata, w których temperatura spada do 1 Kelvina powyżej zera absolutnego, zauważa Sowell, ale jak dotąd najbliższy pomiar zera absolutnego zaobserwowano tylko w laboratoriach tu na Ziemi.

„Ludzie są całkiem dobrzy w tworzeniu ekstremalnych temperatur” – mówi Popular Mechanics Alasdair Gent, student fizyki cząstek elementarnych na Georgia Institute of Technology. Naukowcy są w stanie odtworzyć takie same temperatury, jakie można zaobserwować w próżni kosmicznej, a także wewnątrz jądra gwiazd takich jak nasze Słońce.

Przeczytaj również: hydraulik gorlice

Nasza ochronna atmosfera

Tutaj, na Ziemi, mamy łatwiej. „Na zewnątrz atmosfery ziemskiej mogą krążyć cząstki o dużej prędkości, ale gdybyś zdjął skafander kosmiczny, poczułbyś zimno, ponieważ nie uderza w Ciebie tak wiele cząstek” – mówi Sowell. „Tutaj, na powierzchni Ziemi, cząstki nie poruszają się bardzo szybko, ale jest ich miliony”.

Atmosfera Ziemi doskonale radzi sobie z cyrkulacją ciepła słonecznego poprzez przewodzenie, konwekcję i promieniowanie. To dlatego tak dotkliwie odczuwamy zmiany temperatury na Ziemi. „Cząsteczki poruszają się nieco szybciej z powodu światła słonecznego lub warunków pogodowych” – mówi Sowell.

Kiedy zapuszczamy się poza bezpieczny obszar naszej planety, nosimy kombinezony kosmiczne i podróżujemy statkami kosmicznymi, które pomagają nam chronić się przed ekstremalnymi temperaturami. Tutaj kluczowa jest duża dawka kreatywności i mnóstwo izolacji.

Na przykład kombinezony kosmiczne z czasów Apollo miały systemy grzewcze składające się z elastycznych cewek i baterii litowych. Nowoczesne kombinezony są wyposażone w maleńkie, mikroskopijne kulki z substancjami chemicznymi reagującymi na ciepło, które pomagają chronić astronautów przed niskimi temperaturami.