Temperatura v prostoru je na sončni strani. Temperatura v prostoru

Dejstva o vesolju, ki jim je težko verjeti

• fotografska oprema,
• kozmonavtika,
• Fizika

1. aprila je navada zavajati ali se norčevati iz vseh, vendar bom šel proti tradiciji. Še danes si ne morem privoščiti zavajanja svojih bralcev. Torej vam bom povedal o resnična dejstva, kar me je presenetilo. Seveda ta dejstva za nekatere ne bodo novica, upam pa, da bo vsaj nekaj zanimalo vse. In upam tudi, da mnogi, tako kot jaz, in v nasprotju z zapovedmi Sherlocka Holmesa, vlečejo na svoje možgansko podstrešje ne le tisto, kar je nujno, ampak tudi tisto, kar je preprosto zanimivo. Vesel bi bil, če bo letošnji prvoaprilski izbor koga prisilil, da se poglobi v vire in še enkrat preveri moje navedbe.

Temperatura v vesolju, v Zemljini orbiti, je +4°C

Natančneje, ne v Zemljini orbiti, ampak na razdalji od Sonca, ki je enaka razdalji Zemljine orbite. In za popolnoma črno telo, tj. ki bo popolnoma absorbirala sončni žarki ne da bi kaj odražal nazaj.

Menijo, da se temperatura v vesolju nagiba k absolutni ničli. Prvič, to ni povsem res, saj vse znano vesolje segreto na 3 K, kozmično mikrovalovno sevanje ozadja. Drugič, temperatura se poveča v bližini zvezd. In živimo precej blizu Sonca. Močna toplotna zaščita je potrebna za skafandre in vesoljske ladje ker prehajajo v Zemljino senco in jih naše svetilo ne more več ogreti na označenih +4°C. V senci lahko temperatura pade do -160° C, na primer ponoči na Luni. Hladno je, a še daleč od absolutne ničle.

Tukaj so na primer odčitki vgrajenega termometra satelita TechEdSat, ki je krožil v nizki Zemljini orbiti:

Nanj je vplivala tudi zemeljska atmosfera, a na splošno graf ne prikazuje strašnih razmer, ki si jih običajno predstavljamo v vesolju.

Na Veneri je ponekod svinčen sneg

To je verjetno največ neverjetno dejstvo o vesolju, ki sem se ga naučil ne tako dolgo nazaj. Pogoji na Veneri so tako drugačni od vsega, kar bi si lahko predstavljali, da bi Venerijci zlahka poleteli v pekel na zemlji, da bi se sprostili v blagem podnebju in udobnih pogojih. Torej, ne glede na to, kako fantastičen se zdi izraz "svinčeni sneg", je za Venero to resničnost.

Zahvaljujoč radarju ameriške sonde Magellan v zgodnjih 90-ih so znanstveniki odkrili določeno prevleko na vrhovih Venerinih gora, ki je v radijskem območju zelo odbojna. Sprva je bilo domnevanih več različic: posledica erozije, odlaganje materialov, ki vsebujejo železo itd. Kasneje, po več poskusih na Zemlji, so prišli do zaključka, da je to najbolj naraven kovinski sneg, sestavljen iz bizmutovih in svinčevih sulfidov. IN plinasto stanje med vulkanskimi izbruhi se sprostijo v ozračje planeta. Potem termodinamični pogoji na nadmorski višini 2600 m prispevajo h kondenzaciji spojin in padavinam v višjih legah.

V sončnem sistemu je 13 planetov ... ali več

Ko je bil Pluton degradiran s planetov, je postalo pravilo dobre forme vedeti, da je v sončnem sistemu samo osem planetov. Res je, hkrati so uvedli novo kategorijo nebesna telesa- pritlikavi planeti. To so »podplanete«, ki imajo okroglo (ali blizu nje) obliko, niso nikogaršnji sateliti, a hkrati ne morejo čistiti lastno orbito od manj množičnih konkurentov. Danes se verjame, da obstaja pet takih planetov: Ceres, Pluton, Hanumea, Eris in Makemake. Nam najbližja je Ceres. Čez leto dni bomo po zaslugi sonde Dawn o tem vedeli veliko več kot zdaj. Zaenkrat vemo le, da je prekrit z ledom in voda izhlapeva iz dveh točk na njegovi površini s hitrostjo 6 litrov na sekundo. Naslednje leto bomo izvedeli tudi za Pluton, zahvaljujoč postaji New Horizons. Nasploh, tako kot bo leto 2014 v astronavtiki leto kometov, se obeta leto 2015 pritlikavi planeti.

Preostali pritlikavi planeti se nahajajo onkraj Plutona in podrobnosti o njih ne bomo kmalu izvedeli. Ravno pred dnevi se je našel še en kandidat, ki pa uradno ni bil uvrščen na seznam pritlikavih planetov, tako kot njegova soseda Sedna. Možno pa je, da bodo našli še nekaj večjih pritlikavk, tako da se bo število planetov v Osončju še povečalo.

Teleskop Hubble ni najmočnejši

Zahvaljujoč ogromnemu obsegu slik in impresivnim odkritjem teleskopa Hubble mnogi ljudje mislijo, da ima ta teleskop največ visoka ločljivost in lahko vidi podrobnosti, ki jih z Zemlje ni mogoče videti. Nekaj ​​časa je to veljalo: kljub dejstvu, da je mogoče velika zrcala sestaviti na teleskope na Zemlji, atmosfera vnaša v slike precejšnje popačenje. Zato lahko celo "skromno" ogledalo po zemeljskih standardih s premerom 2,4 metra v vesolju doseže impresivne rezultate.

Vendar pa v letih od lansiranja Hubbla in zemeljska astronomija ni mirovala, razvitih je bilo več tehnologij, ki omogočajo, če se ne popolnoma znebijo izkrivljajočega učinka zraka, potem pa znatno zmanjšajo njegov vpliv. Danes najbolj impresivno ločljivost zagotavlja zelo velik teleskop Evropskega južnega observatorija v Čilu. V načinu optičnega interferometra, ko štirje glavni in štirje pomožni teleskopi delujejo skupaj, je mogoče doseči ločljivost približno petdesetkrat večjo od Hubblove.

Na primer, če Hubble poda ločljivost približno 100 metrov na slikovno piko na Luni (pozdravljeni vsi, ki mislite, da je tako mogoče videti pristajalne naprave Apollo), potem lahko VLT razloči podrobnosti do 2 metrov. Tisti. v svoji ločljivosti bi bili ameriški pristajalci ali naši lunarni roverji videti kot 1-2 piksli (vendar ne bodo videti zaradi ekstremnih visoki stroški delovni čas).

Par Keckovih teleskopov lahko v interferometrskem načinu preseže Hubblovo ločljivost za desetkrat. Tudi posamezno je vsak od desetmetrskih Keckovih teleskopov z uporabo tehnologije prilagodljive optike sposoben dvakrat prekašati Hubbla. Za primer fotografije Urana:

Vendar Hubble ne ostane brez dela, nebo je veliko, pokritost kamere pa vesoljski teleskop presega zemeljske zmogljivosti. In zaradi jasnosti si lahko ogledate precej zapleteno, a informativno

Človeštvo vesolje obravnava kot nekaj neznanega in skrivnostnega. Vesolje je praznina, ki obstaja med nebesnimi telesi. Atmosfere trdnih in plinastih nebesnih teles (in planetov) nimajo fiksne zgornja meja, vendar postopoma postajajo tanjši, ko se razdalja do nebesnega telesa povečuje. Na določeni višini se to imenuje začetek prostora. Kakšna je temperatura v vesolju in druge informacije bodo obravnavane v tem članku.

Splošni koncept

V vesolju obstaja visok vakuum z nizko gostoto delcev. V vesolju ni zraka. Iz česa je sestavljen prostor? To ni prazen prostor, vsebuje:

• plini;
• kozmični prah;
• elementarni delci(nevtrini, kozmični žarki);
• električna, magnetna in gravitacijska polja;
• tudi elektromagnetni valovi(fotoni).

Absolutni vakuum ali skoraj vakuum naredi prostor pregleden in omogoča opazovanje izjemno oddaljenih predmetov, kot so druge galaksije. Toda zaradi meglice medzvezdne snovi jih je lahko zelo težko videti.

Pomembno! Pojma prostora ne bi smeli istovetiti z vesoljem, ki vključuje vse vesoljskih objektov, celo zvezde in planete.

Potovanje ali prevoz v ali skozi vesolje imenujemo vesoljsko potovanje.

Kje se začne vesolje?

Ne morem reči zagotovo na kateri višini se začnevesolje. Mednarodni letalska zveza določa rob prostora na nadmorski višini 100 km, Karmanova linija.

Nujno je, da letalo premaknil iz prvega ubežna hitrost, potem bo dvig dosežen. Ameriško letalstvo je določilo višino 50 milj (približno 80 km) kot začetek vesolja.

Obe višini sta predlagani kot meji zgornje plasti. Vklopljeno mednarodni ravni ni definicije roba prostora.

Žepna linija Venere se nahaja na približno 250 km nadmorske višine, Mars - približno 80 kilometrov. Za nebesna telesa, ki imajo malo ali nič atmosfere, kot so Merkur, Zemljina Luna ali asteroid, se vesolje začne čisto na površini telesa.

Ko vesoljsko plovilo ponovno vstopi v atmosfero, se višina atmosfere določi za izračun tirnice, tako da je na točki ponovnega vstopa njegov vpliv minimalen. Praviloma večkrat vstopna raven, enako ali višje od Karmanove črte. NASA uporablja 400.000 čevljev (približno 122 km).

Kakšen je tlak in temperatura v vesolju?

Absolutni vakuum nedosegljivo tudi v vesolju. Ker je za določeno prostornino več atomov vodika. Hkrati obseg kozmičnega vakuuma ni dovolj, da bi človek počil, npr. balon, ki je bila črpana. To se ne bo zgodilo iz preprostega razloga, ker je naše telo dovolj močno, da ohrani svojo obliko, vendar to še vedno ne bo rešilo telesa pred smrtjo.

In to ni stvar moči. In niti v krvi, čeprav vsebuje približno 50% vode, je v zaprtem sistemu pod pritiskom. Največ - slina, solze in tekočine, ki vlažijo alveole v pljučih, bodo zavrele. Grobo rečeno, človek bo umrl zaradi zadušitve. Tudi na razmeroma nizkih nadmorskih višinah v ozračju so pogoji za človeško telo sovražni.

Znanstveniki se prepirajo: popoln vakuum ali ne v vesolju, a vseeno nagnjeni k temu polni pomen nedosegljiva zaradi vodikovih molekul.

Nadmorska višina, na kateri atmosferski tlak ustreza parnemu tlaku vode pri temperaturi človeško telo, nimenujemo Armstrongova linija. Nahaja se na nadmorski višini približno 19,14 km. Leta 1966 je astronavt preizkušal vesoljsko obleko in bil podvržen dekompresiji na višini 36.500 metrov. V 14 sekundah se je izklopil, vendar ni eksplodiral, ampak je preživel.

Največje in najmanjše vrednosti

Začetna temperatura v vesolje, ugotovljeno s sevanjem ozadja Veliki pok, je 2,73 kelvina (K), kar je enako -270,45 °C.

To je najnižja temperatura v vesolju. Prostor sam po sebi nima temperature, ampak samo snov, ki je v njem, in aktivno sevanje. Če sem bolj natančen, torej absolutna ničla je temperatura -273,15 °C. Toda v okviru znanosti, kot je termodinamika, je to nemogoče.

Temperatura v vesolju se zaradi sevanja ohranja pri 2,7 K. Temperaturo vakuuma merimo v enotah kinetične aktivnosti plina, kot na Zemlji. Sevanje, ki polni vakuum, ima drugačno temperaturo kot kinetična temperatura plin, kar pomeni, da plin in sevanje nista v termodinamičnem ravnovesju.

Absolutna ničla je to, kar je najnižja temperatura in v vesolju.

Snov, lokalno porazdeljena v prostoru, ima lahko zelo visoke temperature. Zemljina atmosfera visoka nadmorska višina doseže temperaturo okoli 1400 K. Medgalaktični plazemski plin z gostoto manj kot en atom vodika na kubični meter lahko doseže temperature več milijonov K. Visoka temperatura v vesolju je posledica hitrosti delcev. Vendar pa bo splošni termometer pokazal temperature blizu absolutna ničla, ker je gostota delcev prenizka, da bi omogočala merljiv prenos toplote.

Celotno opazovano vesolje je napolnjeno s fotoni, ki so nastali med velikim pokom. Znano je kot kozmično mikrovalovno sevanje ozadja. Na voljo veliko število nevtrino, imenovano ozadje kozmičnega nevtrina. Trenutna temperatura črnega telesasevanje ozadja je približno 3-4 K. Temperatura plina v vesolju je vedno enaka temperaturi sevanja ozadja, lahko pa tudi veliko višja. Na primer, temperatura korona presega 1,2-2,6 milijona K.

Človeško telo

S temperaturo je povezana še ena napačna predstava, ki dotika človeškega telesa. Kot veste, je naše telo v povprečju sestavljeno iz 70% vode. Toplota, ki jo sprošča v vakuumu, nima kam iti, zato v prostoru ne pride do izmenjave toplote in človek se pregreje.

Toda ko mu bo to uspelo, bo umrl zaradi dekompresije. Zaradi tega je ena od težav, s katerimi se soočajo astronavti, toplota. In kožo ladje, ki je v orbiti pod odprto sonce, lahko postane zelo vroče. Temperatura v vesolju v Celziju je lahko 260 °C na kovinski površini.

Trdne snovi v bližini Zemlje ali medplanetarnem prostoru doživijo veliko sevalno toploto na strani, obrnjeni proti soncu. Na sončni strani ali ko so telesa v senci Zemlje, občutijo izjemen mraz, ker izločajo toplotna energija v vesolje.

Na primer obleka astronavta, ki izvaja vesoljski sprehod na International vesoljska postaja, bo imela na strani, obrnjeni proti soncu, temperaturo približno 100 °C.

Na nočni strani Zemlje sončno sevanje je zakrit, šibko infrardeče sevanje iz zemlje pa povzroči, da se obleka ohladi. Njegova temperatura v vesolju v Celziju bo približno -100 °C.

Izmenjava toplote

Pomembno! Izmenjava toplote v prostoru je mogoča z eno samo vrsto - sevanjem.

To je pameten postopek in njegov princip se uporablja za hlajenje površin naprav. Površina absorbira sevalno energijo, ki pada nanjo, hkrati pa oddaja v prostor energijo, ki je enaka vsoti absorbirane in dovedene od znotraj.

Ni natančno znano, kolikšen bi lahko bil tlak v vesolju, vendar je zelo majhen.

V večini galaksij opazovanja kažejo, da je 90 % mase v neznani obliki, imenovani temna snov, ki medsebojno deluje z drugo snovjo preko gravitacijskih, ne pa elektromagnetnih sil.

Večina masne energije v opazljivem vesolju je slabo razumljena vakuumska energija vesolja, ki jo astronomi imenujejo temna energija. Medgalaktični prostor vzame večina obseg vesolja, ampak celo galaksije in zvezdni sistemi skoraj v celoti sestavljen iz praznega prostora.

Raziskovanje

Ljudje so začeli v 20. stoletju s pojavom letov na velike višine balon na vroč zrak, nato pa izstrelitve raket s posadko.

Zemljino orbito je prvi dosegel Jurij Gagarin iz Sovjetska zveza leta 1961 in brez posadke vesoljsko plovilo Od takrat smo dosegli vse slavne.

Zaradi visokih stroškov vesoljskih potovanj so bili vesoljski poleti s posadko omejeni na nizko Zemljino orbito in Luno.

Vesolje je zaradi svoje dvojnosti zahtevno okolje za človekovo raziskovanje nevarnosti: vakuum in sevanje. Mikrogravitacija negativno vpliva tudi na človeško fiziologijo, saj povzroča atrofijo mišic in izgubo kosti. Poleg teh zdravstvenih težav in okolju, so ekonomski stroški pošiljanja predmetov, vključno z ljudmi, v vesolje zelo visoki.

Kako hladno je v vesolju? Je lahko temperatura še nižja?

Temperature v različne točke vesolje

Zaključek

Ker ima svetloba končno hitrost, je velikost neposredno opazljivega vesolja omejena. To pušča odprto vprašanje o tem, ali je vesolje končno ali neskončno. Vesolje ostaja skrivnost za človeka polno pojavov. Za veliko vprašanj moderna znanostše ne more dati odgovorov. Toda kakšna je temperatura v vesolju, smo že ugotovili in kakšen pritisk v vesolju bomo izmerili čez čas.

h veš kakšno temperaturo ima vesolje ? Pravzaprav je za človeka hladno - približno -270 stopinj. Prostor je večinoma nezapolnjena praznina, zato je temperatura v njem velik vpliv. Isti predmeti, ki so vvesolje pridobi njegovo temperaturo.

Tu ni zraka in pride do prenosa toplote infrardeče sevanje. To pomeni, da se toplota postopoma izgublja. Predmet, ki pade v globino vesolja, tega ne izgubi takoj, ampak postopoma, za več stopinj naenkrat. Trajalo bo nekaj ur, da človek v vesolju popolnoma zmrzne, vendar je malo verjetno, da bo umrl zaradi zmrzovanja, saj je v vakuumu veliko drugih pojavov, ki vas bodo ubili veliko prej. Predmeti, ki potujejo v vesolju, imajo zelo nizko temperaturo. Če se jih dotaknete, boste takoj umrli, saj bodo prevzeli vso vašo toploto.

T Vendar je veter v vesolju lahko zelo vroč. Vzemimo za primer Sonce, ki seva infrardeči valovi visoka temperatura. In ni le ena, veliko jih je zvezdni oblaki med zvezdami, ki se segrejejo na nekaj tisoč stopinj.

Ki jih ima površina Sonca visoka temperatura, vpliva na življenje na Zemlji. Stran orbite našega planeta, ki je obrnjena proti njej, se lahko segreje nad 100 stopinj; nasprotno, druga stran orbite, ki se nahaja v senci, ima temperaturo približno -100 stopinj. Za ljudi se obe možnosti štejeta za nesprejemljivi. Prav tako ni sposoben prenesti hitrih temperaturnih sprememb.

Temperatura površine drugih teles je odvisna od številnih dejavnikov. Masa telesa, njegova oblika, oddaljenost od Sonca in vpliv drugih vesoljskih teles igrajo vlogo. Na primer, če pošljete aluminij proti Soncu, ki je oddaljen od zvezde, enako razdalji, na katerem se nahaja naš planet, bo pridobil temperaturo do 850 F. Če vzamete neprozoren element in ga pokrijete z barvo bela, se ne bo segrelo nad -40 F. Zato je pot v vesolje brez skafandra izjemno nevarna za človeka. Glede nezemljani, morda so zasnovani drugače, zato lahko živijo v vakuumu brez dodatnih naprav.

Vrelišče tekočine v vesolju ni konstantno. Odvisno je od pritiska, ki nanj vpliva. Na visokih območjih voda hitro zavre, ker je tam plin tekoč. Ker za atmosfero ni zraka, postane vrelišče nižje. Zato je bivanje v vakuumu za človeka tako nevarno, njegova kri lahko preprosto vre v žilah. To pojasnjuje dejstvo, da vsebuje predvsem trdna telesa.

Ljudje, ki snemajo filme, pisci, ki pišejo znanstveno fantastiko, skušajo s svojimi deli biti zgled navadnim smrtnikom. Da takoj ko človek vstopi v vesoljsko okolje, takoj umre. To je posledica temperature, ki obstaja v tem okolju. Kakšna je temperatura v vesolju?

Filmski režiserji in pisci znanstvene fantastike trdijo, da je temperatura v vesoljskem okolju taka, da je brez posebne obleke ne zdrži niti eno živo bitje. Arthur Clarke je na zelo zanimiv način opisal prisotnost človeka v vesolju. Pri svojem delu, takoj ko je človek prišel v vesolje, je takoj umrl zaradi strašne zmrzali in hudega notranjega pritiska. Kaj o tem pravijo znanstveniki?

Najprej opredelimo pojme. Temperatura je gibanje atomov in molekul. Premikajo se brez določene smeri. Se pravi kaotično. Absolutno vsako telo ima to vrednost.

Odvisno je od intenzivnosti gibanja molekul in atomov. Če snovi ni, potem o tej količini ne moremo govoriti. Točno takšno mesto je vesoljsko okolje.

Tukaj je zelo malo zadeve. Tista telesa, ki živijo v medgalaktičnem okolju, imajo različne toplotne indekse. Te številke so odvisne od številnih drugih dejavnikov.

Kako gre v resnici?

Pravzaprav je vesolje res neverjetno hladno. Stopinje v tem prostoru predstavljajo -454 stopinj Celzija. V vesolju pomembno vlogo Temperatura je tista, ki igra vlogo.

Na splošno je odprti vesolje praznina; tam ni ničesar. Predmet, ki vstopi v prostor in tam ostane, dobi enako temperaturo kot v svojem okolju.

Zrak v tem prostoru ne obstaja. Vsa toplota, ki je tukaj prisotna, kroži zahvaljujoč infrardečim žarkom. Toplota, ki jo prejmejo ti infrardeči žarki, se počasi izgublja. Kaj to pomeni? Da ima predmet v vesolju temperaturo le nekaj stopinj Kelvina.

Vendar je prav tako pošteno omeniti, da ta predmet ne zamrzne v enem trenutku. In točno tako je posneto v filmih in opisano v fikcija. V resnici je to počasen proces.

Trajalo bo nekaj ur, da popolnoma zamrzne. A dejstvo je, da tako nizka temperatura ni edina nevarnost. Obstajajo tudi drugi dejavniki, ki lahko vplivajo na sposobnost preživetja. V vesolju se nahajajo in nenehno premikajo različni predmeti.

Ker se tam gibljejo že nekaj časa, je tudi njihov temperaturni režim zelo nizek. Če pride oseba v stik z enim od teh predmetov, bo takoj umrla zaradi ozeblin. Ker mu bo tak predmet odvzel vso toploto.

Veter

Kljub mrazu zna biti veter v vesolju precej vroč. Stopinje na vrhu sonca so približno 9980 stopinj Fahrenheita. Sončni planet sam proizvaja infrardeče žarke. Med zvezdami so plinski oblaki. Imajo tudi precej visok temperaturni režim.

Obstaja tudi ta nevarnost. Temperatura je lahko kritična vrednost. Lahko izvaja ogromen pritisk na predmete. Ne nahajajo se le znotraj meja atmosfere in konvekcije. Orbita, ki je obrnjena proti soncu, ima lahko temperaturo 248 stopinj Fahrenheita.

Njegova senčna stran ima lahko temperaturo -148 stopinj Fahrenheita. Izkazalo se je, da je razlika v temperaturnih razmerah velika. V enem trenutku je lahko zelo različno. Človeško telo preprosto ne more prenašati takšne razlike v temperaturnih pogojih.

Temperatura drugih predmetov

Stopnje drugih predmetov v vesolju so odvisne od različnih dejavnikov. Od tega, koliko se odbijajo, od tega, kako blizu so soncu. Pomembni sta tudi njihova oblika in kategorija teže. Pomembno je, koliko časa so na tem mestu.

Vzemimo za primer gladek tip aluminija. Obrnjena je proti soncu in je na enaki razdalji od sonca kot planet Zemlja. Segreje se do 850 stopinj Fahrenheita. Toda material, pobarvan z belo barvo, ne more imeti temperaturnega režima, višjega od -40 stopinj Fahrenheita. V tem primeru obrnjenost proti soncu ne bo pripomogla k povečanju teh stopinj.

Vse te dejavnike je treba upoštevati. Brez posebne opreme človek ne more vstopiti v vesolje.

Vesoljske obleke so posebej oblikovane. Počasno vrtenje na eno stran dolgo časa Nisem bil na soncu. Pa tudi zato, da ne ostane predolgo v senčnem delu.

V tem prostoru vre

Morda vas zanima tudi vprašanje, pri katerih stopinjah začne vreti tekočina v vesoljskem kraljestvu? Pravzaprav je temperatura, pri kateri začnejo tekočine vreti, relativna vrednost. Odvisno je od drugih količin.

Od količin, kot je tlak, ki deluje na tekočino. Zato v višjih predelih voda veliko hitreje zavre. To je zato, ker je zrak v takih prostorih bolj tekoč. V skladu s tem bo zunaj meja ozračja, kjer ni zraka, temperatura, pri kateri se začne vrenje, nižja.

V vakuumu bodo stopinje, pri katerih začne voda vreti, nižje od temperature v prostoru. Prav zaradi tega je izpostavljenost vesoljskemu okolju nevarna. IN človeško telo ob tem vre kri v žilah.

Prav zaradi tega so v tem okolju zelo redko prisotni:

• tekočine;
• trdna telesa;
• plini.

Kakšna je temperatura v prostoru zunaj zemeljsko ozračje? In v medzvezdnem prostoru? In če gremo zunaj naše galaksije, bo tam hladneje kot v njej? sončni sistem? In ali je sploh mogoče govoriti o temperaturi glede na vakuum? Poskusimo ugotoviti.

Kaj je toplota

Najprej morate razumeti, kakšna je temperatura, kako nastane toplota in zakaj nastane mraz. Za odgovor na ta vprašanja je treba upoštevati strukturo snovi na mikroravni. Vsa snov v vesolju je sestavljena iz osnovnih delcev - elektronov, protonov, fotonov itd. Iz njihove kombinacije nastanejo atomi in molekule.

Mikrodelci niso nepremični objekti. Atomi in molekule nenehno vibrirajo. In osnovni delci se gibljejo celo s hitrostjo blizu svetlobne. Kaj ima to opraviti s temperaturo? Direktna: energija gibanja mikrodelcev je toplota. Bolj ko na primer vibrirajo molekule v kosu kovine, bolj vroče bo.

Kaj je hladno

Če pa je toplota energija gibanja mikrodelcev, kakšna bo potem temperatura v vesolju, v vakuumu? Medzvezdni prostor seveda ni popolnoma prazen – skozenj se gibljejo fotoni, ki nosijo svetlobo. Toda gostota snovi je tam veliko manjša kot na Zemlji.

Manj kot atomi trčijo med seboj, šibkeje se segreje snov, ki je iz njih sestavljena. Če plin pod visokim pritiskom spustimo v redkejši prostor, bo njegova temperatura močno padla. Na tem principu temelji delovanje znanega kompresorskega hladilnika. Tako bi morala temperatura v vesolju, kjer so delci zelo oddaljeni in ne morejo trčiti, težiti k absolutni ničli. Toda ali to drži v praksi?

Kako poteka prenos toplote?

Ko se snov segreje, njeni atomi oddajajo fotone. Tudi ta pojav je vsem dobro znan - segret kovinski las v električni žarnici začne močno sijati. V tem primeru fotoni prenašajo toploto. Na ta način se energija premika iz vroče snovi v hladno.

Vesolje ni samo prežeto s fotoni, ki jih oddajajo neštete zvezde in galaksije. Vesolje je napolnjeno tudi s tako imenovanim kozmičnim mikrovalovnim sevanjem ozadja, ki je nastalo na zgodnje faze njegov obstoj. Prav zaradi tega pojava temperatura v vesolju ne more pasti na absolutno ničlo. Celo daleč od zvezd in galaksij bo snov prejela toploto, razpršeno po vesolju zaradi kozmičnega mikrovalovnega sevanja ozadja.

Kaj je absolutna ničla

Nobene snovi ni mogoče ohladiti pod določeno temperaturo. Navsezadnje je hlajenje izguba energije. V skladu z zakoni termodinamike bo na določeni točki entropija sistema dosegla nič. V tem stanju snov ne bo mogla več izgubljati energije. To bo najnižja možna temperatura.

Najbolj presenetljiva ilustracija tega pojava je podnebje Venere. Temperatura na njegovi površini doseže 477 °C. Zaradi svoje atmosfere je Venera bolj vroča od Merkurja, ki je bližje Soncu.

Povprečna površinska temperatura Merkurja je podnevi 349,9 °C, ponoči pa minus 170,2 °C.

Mars se lahko poleti na ekvatorju segreje do 35 stopinj Celzija, pozimi v polarnih kapah pa ohladi do -143 °C.

Na Jupitru temperatura doseže -153 °C.

Najhladneje pa je na Plutonu. Njegova površinska temperatura je minus 240 °C. To je samo 33 stopinj nad absolutno ničlo.

Najhladnejše mesto v vesolju

Zgoraj je bilo rečeno, da se medzvezdni prostor segreva z reliktnim sevanjem, zato temperatura v vesolju v Celziju ne pade pod minus 270 stopinj. Toda izkazalo se je, da morda obstajajo tudi hladnejša območja.

Leta 1998 teleskop hubble odkril oblak plina in prahu, ki se hitro širi. Meglica, imenovana meglica Bumerang, je nastala zaradi pojava, znanega kot zvezdni veter. To je zelo zanimiv proces. Njegovo bistvo je v tem, da se tok snovi "odpihne" iz osrednje zvezde z ogromno hitrostjo, ki se, ko pade v redčen vesolje, ohladi zaradi močne širitve.

Znanstveniki ocenjujejo, da je temperatura v meglici Bumerang le ena stopinja Kelvina oziroma minus 272 °C. To je najnižja temperatura v vesolju, kar je v tem trenutku Astronomom je uspelo posneti. Meglica Bumerang se nahaja 5 tisoč svetlobnih let od Zemlje. Opazujemo ga lahko v ozvezdju Kentavra.

Najnižja temperatura na Zemlji

Tako smo ugotovili, kakšna je temperatura v vesolju in kateri kraj je najhladnejši. Zdaj je treba ugotoviti, katere najnižje temperature so bile dosežene na Zemlji. In to se je zgodilo med nedavnimi znanstvenimi poskusi.

Leta 2000 so raziskovalci iz Univerza za tehnologijo V Helsinkih so kos kovine rodij ohladili na skoraj absolutno ničlo. Med poskusom je bila dosežena temperatura enaka 1*10 -10 Kelvina. To je le 0,000 000 000 1 stopinja nad spodnjo mejo.

Namen raziskave ni bil samo pridobiti več nizke temperature. Glavna naloga je bila preučevanje magnetizma jeder rodijevih atomov. Ta študija je bila zelo uspešna in je dala številne zanimive rezultate. Poskus je pomagal razumeti, kako magnetizem vpliva na superprevodne elektrone.

Doseganje rekordno nizkih temperatur je sestavljeno iz več zaporedne stopnje hlajenje. Najprej s pomočjo kriostata kovino ohladimo na temperaturo 3*10 -3 Kelvina. Naslednji dve stopnji uporabljata metodo adiabatne jedrske demagnetizacije. Rodij se ohladi na temperaturo najprej 5 * 10 -5 Kelvinov, nato pa doseže rekordno nizko temperaturo.