我们常说的“阳光”,是经过地球大气层过滤后的太阳辐射,这些来自太阳的光线是地球上绝大多数生命直接或间接的能量来源,地球上最早的生命并不需要阳光,而是依靠海底火山提供的热量,在生物进化的过程中,太阳光逐渐成为了地球生物能量的来源,地球上的生物以太阳光为基础,演化出了一个庞大的生态系统。
地球上绝大多数的温度变化都和太阳有关,四季的变化也是因为地球围绕太阳公转时地球轨道的变化形成的,太阳因为内部的核聚变反应,无时无刻都在释放大量的热量,科学家认为太阳内部每秒都会消耗大约万吨的质量转化为能量,变成太阳光向宇宙空间°的辐射出去。
太阳核心的温度大约是万℃~万℃,表面温度大约是℃~℃,太阳系中距离太阳比较近的行星和小行星在面朝太阳时温度都会升高,距离太阳最近的水星白天的温度高达°C,而夜晚的温度又会骤然降低到-°C,这是因为水星没有大气层,无法长时间保存温度。
既然太阳光这么给力,为什么太阳和地球之间的宇宙空间还是这么冷呢?宇宙最高的温度是宇宙大爆炸瞬间产生的温度,而最低的温度是绝对零度,目前宇宙中大部分空间的平均温度是零下℃左右,一个接近绝对零度的温度。
为什么太阳和地球之间的宇宙空间这么冷呢?其实答案很简单,地球和太阳之间的宇宙空间是高度真空的,大约每立方厘米的空间只有0.1个氢原子构成的星际气体,太阳光再怎么给力,也无法让真空的温度升高,就像是我们想要在一个没有氧气的空间点燃可燃物一样,是不可能的事情。
从微观的角度去看,热量是微观粒子运动剧烈程度的体现,组成一个物体的分子运动的频率越高,这个物体的温度也就越高,但是在地球之外的宇宙空间中,几乎是没有任何物质存在的,太阳辐射出的热量和电磁波接触不到任何介质,自然不会产生温度。
在宇宙中,热量的传递有三种形式,分别是:
热传导热对流热辐射在三种热量的传递方式中,热辐射比较特殊,因为热辐射是唯一可以在真空中传递热量不需要任何介质的传导方式,同时任何高于绝对零度的物质都会释放出热辐射,同时这些物质也在吸收来自外界的热辐射。热辐射可以在辐射能和热能之间自由转换,物体在进行热辐射时,会释放出辐射能,而在吸收时又会转化为热能。
宇宙中的所有物体都在不断地向外辐射和吸收热能,这就是为什么太阳可以晒热地球,却晒不热地球和太阳之间的空间,毕竟地球之外的宇宙空间中可以吸收热辐射的物质很少,几乎可以被视为不存在,曾经科学家认为地球之外的宇宙空间是绝对真空的,但是随着科学的发展,人们逐渐意识到宇宙不存在“绝对真空”。
在宇宙中存在很多“宇宙空洞”,这些空洞是宇宙在形成过程中自然形成的物质稀少区域,在这些空洞中甚至连暗物质也不存在,有科学家认为一些较大的宇宙空洞是我们的宇宙在形成过程中和其他的宇宙发生碰撞产生的,可是在这样的空洞中,也不是绝对真空,因为“量子涨落”会不断的让宇宙空间的任意位置产生短暂的能量变化。
在量子力学中,宇宙中短暂的出现能量变化,并不影响宏观上的能量守恒,这种现象被称为“量子涨落”,正是因为这个现象的存在,我们的宇宙中任何区域都不能算作绝对真空,宇宙空间会不断的产生出“虚粒子”,这些虚粒子在诞生后就会快速的泯灭。
对于人类来说,太阳辐射出的热量和电磁波很重要,但是在宇宙中存在无数颗恒星,很多恒星的质量都要比太阳更重,这些大质量恒星产生的热辐射会更强,但是因为宇宙自身在不断的膨胀,这些恒星的光永远无法抵达地球。
太阳光可以晒热靠近太阳比较近的天体,但是晒不热宇宙空间,这是因为宇宙空间接近真空,没有物体存在自然平均温度就很低,而在地球上,空气中的各种分子可以很好地传递热量。人类无法在宇宙中生存的最大原因就是宇宙空间的环境对于人类来说太过于恶劣,地球的大气层给人类提供了很好的保护。
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