อุณหภูมิในอวกาศเป็นเซลเซียส อุณหภูมิในอวกาศคืออะไร?

สารบัญ:

อุณหภูมิในอวกาศเป็นเซลเซียส อุณหภูมิในอวกาศคืออะไร?
อุณหภูมิในอวกาศเป็นเซลเซียส อุณหภูมิในอวกาศคืออะไร?
Anonim

อุณหภูมิในอวกาศนอกชั้นบรรยากาศของโลกคืออะไร? และในอวกาศระหว่างดวงดาว? และถ้าเราไปไกลกว่าดาราจักรของเรา ที่นั่นจะเย็นกว่าภายในระบบสุริยะหรือไม่? และเป็นไปได้ไหมที่จะพูดถึงอุณหภูมิที่สัมพันธ์กับสุญญากาศ? มาลองคิดกันดู

ความร้อนคืออะไร

อันดับแรก คุณต้องเข้าใจก่อนว่าอุณหภูมิคืออะไร ความร้อนเกิดขึ้นได้อย่างไร และทำไมความเย็นจึงเกิดขึ้น ในการตอบคำถามเหล่านี้ จำเป็นต้องพิจารณาโครงสร้างของสสารในระดับจุลภาคสารทั้งหมดในจักรวาลประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน - อิเล็กตรอน โปรตอน โฟตอนและอื่น ๆ อะตอมและโมเลกุลเกิดขึ้นจากการรวมกัน

อุณหภูมิในอวกาศ
อุณหภูมิในอวกาศ

ไมโครอนุภาคไม่ใช่วัตถุตายตัว อะตอมและโมเลกุลสั่นสะเทือนตลอดเวลา และอนุภาคมูลฐานจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้เคียงกับแสง ความสัมพันธ์กับอุณหภูมิคืออะไร? ทางตรง: พลังงานการเคลื่อนที่ของอนุภาคขนาดเล็กคือความร้อน ยิ่งโมเลกุลสั่นสะเทือนในชิ้นส่วนโลหะ เช่น ยิ่งร้อนมาก

หนาวอะไร

แต่ถ้าความร้อนเป็นพลังงานของการเคลื่อนที่ของอนุภาคขนาดเล็ก แล้วอุณหภูมิในอวกาศในสุญญากาศจะเป็นเท่าไหร่? แน่นอน อวกาศระหว่างดวงดาวไม่ได้ว่างเปล่าอย่างสมบูรณ์ - โฟตอนที่มีแสงเคลื่อนผ่านเข้ามา แต่ความหนาแน่นของสสารนั้นต่ำกว่าบนโลกมาก

อะตอมยิ่งชนกันน้อย สารที่ประกอบด้วยอะตอมยิ่งอ่อนยิ่งร้อนขึ้นหากก๊าซภายใต้ความกดอากาศสูงถูกปล่อยออกสู่พื้นที่แรร์ไฟด์ อุณหภูมิของแก๊สจะลดลงอย่างรวดเร็ว การทำงานของตู้เย็นคอมเพรสเซอร์ที่รู้จักกันดีนั้นใช้หลักการนี้ ดังนั้น อุณหภูมิในอวกาศซึ่งอนุภาคอยู่ห่างกันมากและไม่สามารถชนกันได้ ควรเข้าใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ แต่ในทางปฏิบัติจริงหรือไม่

การถ่ายเทความร้อน

เมื่อสสารถูกทำให้ร้อน อะตอมของมันจะปล่อยโฟตอน ปรากฏการณ์นี้เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับทุกคน - ขนโลหะในหลอดไฟฟ้าเริ่มเรืองแสงอย่างสดใส ในกรณีนี้ โฟตอนจะมีความร้อน ด้วยวิธีนี้ พลังงานจะส่งผ่านจากสารร้อนไปสู่สารเย็น

อุณหภูมิในอวกาศคืออะไร
อุณหภูมิในอวกาศคืออะไร

นอกโลกไม่ได้มีแต่โฟตอนที่ปล่อยออกมาจากดวงดาวและกาแล็กซีนับไม่ถ้วนเท่านั้น เอกภพยังเต็มไปด้วยสิ่งที่เรียกว่ารังสีที่ระลึกซึ่งก่อตัวขึ้นในช่วงแรกของการดำรงอยู่ต้องขอบคุณปรากฏการณ์นี้ที่ทำให้อุณหภูมิในอวกาศไม่สามารถลดลงเป็นศูนย์สัมบูรณ์ได้ แม้จะห่างไกลจากดวงดาวและกาแล็กซี สสารก็จะได้รับความร้อนที่กระจัดกระจายไปทั่วจักรวาลจากรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล

ศูนย์สัมบูรณ์คืออะไร

ไม่มีสารใดที่สามารถระบายความร้อนได้ต่ำกว่าอุณหภูมิที่กำหนด ท้ายที่สุด การทำความเย็นคือการสูญเสียพลังงาน ตามกฎของอุณหพลศาสตร์ ณ จุดหนึ่ง เอนโทรปีของระบบจะถึงศูนย์ ในสภาวะนี้ สสารไม่สามารถสูญเสียพลังงานได้อีกต่อไป นี่จะเป็นอุณหภูมิต่ำสุดที่เป็นไปได้

ศูนย์สัมบูรณ์คือลบ 273.15 °C หรือศูนย์เคลวิน ในทางทฤษฎี อุณหภูมิดังกล่าวสามารถหาได้ในระบบปิด แต่ในทางปฏิบัติ ไม่มีที่ไหนในจักรวาลที่จะสร้างพื้นที่ของอวกาศที่จะไม่ได้รับผลกระทบจากแรงภายนอกใดๆ

อุณหภูมิในอวกาศเป็นเท่าไหร่

จักรวาลของเราไม่เท่ากัน แกนของดวงดาวถูกทำให้ร้อนถึงหลายล้านองศาแต่แน่นอนว่าพื้นที่ส่วนใหญ่นั้นเย็นกว่ามาก หากเราพูดถึงอุณหภูมิในอวกาศ อุณหภูมินั้นสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์เพียง 2.7 องศา และมีค่าลบ 270.45 องศาเซลเซียส

นอกโลก
นอกโลก

ความร้อนนี้มาจากรังสีพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิกที่กล่าวถึงแล้ว แต่จักรวาลกำลังขยายตัว ซึ่งหมายความว่าอุณหภูมิของมันจะค่อยๆ ลดลง ในทางทฤษฎี ในล้านล้านปี สสารในนั้นสามารถเย็นลงจนถึงระดับต่ำสุดที่เป็นไปได้ แต่คำถามที่ว่าการขยายตัวของเอกภพจะจบลงด้วย "ความตายจากความร้อน" หรือว่าจะมีความหลากหลายและมีโครงสร้างมากขึ้นเนื่องจากการกระทำของแรงโน้มถ่วง ยังคงเป็นประเด็นถกเถียง

อุ่นขึ้นในสถานที่ที่มีสสารสะสม แต่ไม่มาก เมฆก๊าซและฝุ่นที่พบระหว่างดาวฤกษ์ในดาราจักรของเรามีอุณหภูมิ 10 ถึง 20 องศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์ นั่นคือ ลบ 263-253 °Cและใกล้ดาวฤกษ์ที่เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันเท่านั้นที่จะพบความร้อนเพียงพอสำหรับการดำรงอยู่ของรูปแบบชีวิตโปรตีนที่สะดวกสบาย

อุณหภูมิโคจรของโลก

อุณหภูมิใกล้โลกเราเท่าไหร่? นักบินอวกาศที่เดินทางไปยังสถานีอวกาศนานาชาติควรตุนเสื้อผ้าที่อบอุ่นหรือไม่? ในวงโคจรใกล้โลก โลหะภายใต้แสงแดดโดยตรงจะร้อนขึ้นถึง 160 องศาเซลเซียส ในเวลาเดียวกัน วัตถุในที่ร่มจะเย็นลงถึงลบ 100 °C ดังนั้นสำหรับการเดินในอวกาศ จึงใช้ชุดอวกาศที่มีฉนวนกันความร้อน เครื่องทำความร้อน และระบบทำความเย็นที่เชื่อถือได้เพื่อปกป้องบุคคลจากอุณหภูมิที่ลดลงอย่างรุนแรง

ช่องว่าง
ช่องว่าง

ไม่มีสภาวะรุนแรงบนพื้นผิวดวงจันทร์ ด้านที่มีแสงแดดส่องถึงนั้นร้อนกว่าทะเลทรายสะฮารา อุณหภูมิที่นั่นอาจเกิน 120 °C แต่ในด้านมืด อุณหภูมิจะลดลงเหลือประมาณ 170 °Cในระหว่างการลงจอดบนดวงจันทร์ ชาวอเมริกันใช้ชุดอวกาศที่มีวัสดุป้องกัน 17 ชั้น ควบคุมอุณหภูมิด้วยระบบท่อพิเศษที่มีน้ำหมุนเวียน

อุณหภูมิของดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะ

สภาพภูมิอากาศได้รับอิทธิพลอย่างมากจากการมีหรือไม่มีบรรยากาศ นี่เป็นปัจจัยสำคัญอันดับสองรองจากระยะห่างจากดวงอาทิตย์ เป็นที่ชัดเจนว่าเมื่อคุณเคลื่อนห่างจากดาวฤกษ์ อุณหภูมิในอวกาศจะลดลง แต่การปรากฏตัวของบรรยากาศช่วยให้คุณเก็บความร้อนบางส่วนไว้เนื่องจากภาวะเรือนกระจก

ภาพประกอบที่โดดเด่นที่สุดของปรากฏการณ์นี้คือภูมิอากาศของดาวศุกร์ อุณหภูมิบนพื้นผิวถึง 477 °C เนื่องจากชั้นบรรยากาศ ดาวศุกร์จึงร้อนกว่าดาวพุธซึ่งอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น

อุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยของดาวพุธคือ 349.9°C ในตอนกลางวัน และติดลบ 170.2°C ในตอนกลางคืน

ดาวอังคารสามารถร้อนได้ถึง 35 องศาเซลเซียสในฤดูร้อนที่เส้นศูนย์สูตร และเย็นลงถึง -143°C ในฤดูหนาวที่ขั้วขั้วโลก

ดาวพฤหัสบดีถึง -153°C.

อุณหภูมิในอวกาศ
อุณหภูมิในอวกาศ

ยิ่งดวงอาทิตย์ยิ่งหนาว ยูเรเนียมไม่ช่วยแม้แต่ชั้นบรรยากาศอีกต่อไป แม้ว่าจะเก็บความร้อนไว้ไม่ให้หนีไปนอกโลกในทันที แต่อุณหภูมิที่นั่นยังคงลดลงเหลือลบ 224 °C

แต่ที่ดาวพลูโตหนาวที่สุด อุณหภูมิพื้นผิวติดลบ 240 °C นั่นคือ 33 องศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์เท่านั้น

ที่เย็นที่สุดในอวกาศ

กล่าวไว้ข้างต้นว่าอวกาศระหว่างดวงดาวอุ่นขึ้นด้วยรังสีที่ระลึก ดังนั้นอุณหภูมิในอวกาศในเซลเซียสจึงไม่ต่ำกว่าลบ 270 องศา แต่กลับกลายเป็นว่าพื้นที่อาจจะหนาวกว่า

ในปี 1998 กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลค้นพบเมฆก๊าซและฝุ่นที่ขยายตัวอย่างรวดเร็ว เนบิวลาที่เรียกว่าบูมเมอแรงเกิดจากปรากฏการณ์ที่เรียกว่าลมดาวนี่เป็นกระบวนการที่น่าสนใจมาก แก่นแท้ของมันอยู่ที่กระแสของสสารถูก "เป่า" จากดาวใจกลางด้วยความเร็วมหาศาล ซึ่งตกลงไปในอวกาศที่หายาก ถูกทำให้เย็นลงเนื่องจากการแผ่ขยายที่แหลมคม

อุณหภูมิในอวกาศคืออะไร?
อุณหภูมิในอวกาศคืออะไร?

นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าอุณหภูมิในเนบิวลาบูมเมอแรงมีเพียงหนึ่งองศาเคลวินหรือลบ 272 °C นี่คืออุณหภูมิต่ำสุดในอวกาศที่นักดาราศาสตร์สามารถบันทึกได้ เนบิวลาบูมเมอแรงอยู่ห่างจากโลก 5 พันปีแสง สามารถรับชมได้ในกลุ่มดาว Centaurus

อุณหภูมิต่ำที่สุดในโลก

เราพบว่าอุณหภูมิในอวกาศอยู่ที่เท่าไรและที่ใดหนาวที่สุด ตอนนี้ยังคงต้องค้นหาว่าอุณหภูมิต่ำสุดที่ได้รับบนโลกคืออะไร และสิ่งนี้ก็เกิดขึ้นระหว่างการทดลองทางวิทยาศาสตร์เมื่อเร็วๆ นี้

ในปี 2543 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเฮลซิงกิได้ทำให้โลหะโรเดียมเย็นลงจนเกือบเป็นศูนย์สัมบูรณ์ ระหว่างการทดลอง อุณหภูมิเท่ากับ 110-10 เคลวิน นี่เป็นเพียง 0.000000000 1 องศาเหนือขีด จำกัด ล่าง

อุณหภูมิในอวกาศในเซลเซียส
อุณหภูมิในอวกาศในเซลเซียส

วัตถุประสงค์ของการวิจัยไม่ใช่เพียงเพื่อให้ได้อุณหภูมิที่ต่ำมากเท่านั้น งานหลักคือการศึกษาสนามแม่เหล็กของนิวเคลียสของอะตอมโรเดียม การศึกษานี้ประสบความสำเร็จอย่างมากและให้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจมากมาย การทดลองนี้ช่วยให้เข้าใจว่าสนามแม่เหล็กส่งผลต่ออิเลคตรอนตัวนำยิ่งยวดอย่างไร

การบรรลุอุณหภูมิต่ำเป็นประวัติการณ์ประกอบด้วยการระบายความร้อนหลายขั้นตอนต่อเนื่องกัน ขั้นแรก ด้วยความช่วยเหลือของ cryostat โลหะจะถูกทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิ 310-3 เคลวิน สองขั้นตอนถัดไปใช้วิธีล้างอำนาจแม่เหล็กด้วยนิวเคลียร์แบบอะเดียแบติกโรเดียมถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิ 510 แรก-5 เคลวิน จากนั้นถึงอุณหภูมิต่ำสุดเป็นประวัติการณ์