Какая температура в открытом космосе? в градусах по Цельсию
Термометр, помещенный здесь, будет показывать сначала ту температуру, какая была характерна для среды, из которой его извлекли, например, из капсулы или соответсвующего отсека космического корабля. Затем со временем прибор начнет нагреваться, причем, нагреваться очень сильно. Ведь даже на Земле, в условиях, где существует конвективный теплообмен, лежащие на открытом солнце камни и металлические предметы нагреваются очень сильно, настолько, что к ним невозможно прикоснуться.
В Космосе нагрев будет намного сильнее, так как вакуум является надежнейшим теплоизолятором.
Оставленный на произвол судьбы космический аппарат или какое-либо другое тело охладится до температуры -269oС. Спрашивается, почему не ло абсолютного нуля?
Дело в том, что в космическом пространстве с чудовищными скоростями летят различные элементарные частицы, ионы, испускаемые горячими небесными телами. Космос пронизан лучистой энергией этих обьъектов, как в видимом, так и в невидимом диапазонах.
Посчты свидетельствуют, что энергия этого излучения и корпускулярных частиц в сумме равна энергии тела, охлажднного до темпертатуры -269oС. Вся эта энергия, падающая на квадратный метр поверхности даже при полном е поглощении врядли смогла бы нагреть стакан воды на 0,1oС.
1 апреля принято всех обманывать или подшучивать, но я пойду против традиции. Даже в этот день я не могу позволить себе обман читателей. Поэтому расскажу о реальных фактах, которые вызвали мое удивление. Разумеется, для кого-то эти факты не станут новостью, но, надеюсь, хоть что-то сможет заинтересовать каждого. И еще надеюсь, что многие, подобно мне, и вопреки заветам Шерлока Холмса, тащат в свой мозговой чердак не только нужное, но и просто интересное. Буду рад, если эта первоапрельская подборка заставит кого-нибудь забраться поглубже в источники и перепроверить мои заявления.
Если быть точным, то не на орбите Земли, а на расстоянии от Солнца равному удаленности орбиты Земли. И для абсолютно черного тела, т.е. такого, которое полностью поглотит солнечные лучи, ничего не отразив обратно.
Считается, что температура в космосе стремится к абсолютному нулю. Во-первых, это не совсем так, поскольку вся известная Вселенная нагрета до 3 К, реликтовым излучением. Во-вторых, вблизи от звезд температура повышается. А мы обитаем довольно близко к Солнцу. Сильная теплозащита нужна скафандрам и космическим кораблям потому, что они входят в тень Земли, и наше светило уже не может их согревать до указанного +4°С. В тени температура может опускаться до -160° С, например ночью на Луне. Это холодно, но до абсолютного нуля еще далеко.
Вот, для примера, показания бортового термометра спутника TechEdSat , который вращался на низкой околоземной орбите:
На него оказывала влияние еще и земная атмосфера, но в целом график демонстрирует не те ужасные условия, которые принято представлять в космосе.
Это, наверно, самый поразительный факт о космосе, который я узнал не так давно. Условия на Венере настолько отличаются от всего, что мы могли бы вообразить, что венериане спокойно могли бы летать в земной ад, чтобы отдохнуть в мягком климате и комфортных условиях. Поэтому, как бы ни казалась фантастической фраза “свинцовый снег”, для Венеры - это реальность.
Благодаря радару американского зонда Magellan вначале 90-х, ученые обнаружили на вершинах венерианских гор некое покрытие, обладающее высокой отражающей способностью в радиодиапазоне. Поначалу предполагалось несколько версий: последствие эрозии, отложение железосодержащих материалов и т.п. Позже, после нескольких экспериментов на Земле, пришли к выводу , что это самый натуральный металлический снег, состоящий из сульфидов висмута и свинца. В газообразном состоянии они выбрасываются в атмосферу планеты во время извержений вулканов. Затем термодинамические условия на высоте 2600 м способствуют конденсации соединений и выпадению на возвышенностях.
Когда Плутон разжаловали из планет, правилом хорошего тона стало знание, что в Солнечной системе всего восемь планет. Правда, при этом же, ввели новую категорию небесных тел - карликовые планеты. Это “недопланеты”, которые имеют округлую (или близкую к ней) форму, не являются ничьими спутниками, но, при этом не могут очистить собственную орбиту от менее массивных конкурентов. Сегодня считается, что таких планет пять: Церера, Плутон, Ханумеа, Эрида и Макемаке. Ближайшая к нам - Церера. Через год мы узнаем о ней намного больше чем сейчас, благодаря зонду Dawn. Пока знаем только, что она покрыта льдом и с двух точек на поверхности у нее испаряется вода со скоростью 6 литров в секунду. О Плутоне тоже узнаем в следующем году, благодаря станции New Horizons. Вообще, как 2014 год в космонавтике станет годом комет, 2015 год обещает стать годом карликовых планет.
Остальные карликовые планеты находятся за Плутоном, и какие-либо подробности о них мы узнаем не скоро. Буквально на днях нашли еще одного кандидата, правда официально его в список карликовых планет не включили, так же как и его соседку Седну. Но не исключено, что найдут еще, несколько более крупных карликов, поэтому число планет в Солнечной системе еще вырастет.
Благодаря колоссальному объему снимков и впечатляющим открытиям, совершенным телескопом Hubble, у многих существует представление, что этот телескоп обладает самым высоким разрешением и способен увидеть такие детали, которые не увидеть с Земли. Какое-то время так и было: несмотря на то, что на Земле можно собрать большие зеркала на телескопах, существенное искажение в изображения вносит атмосфера. Поэтому даже “скромное” по земным меркам зеркало диаметром 2,4 метра в космосе, позволяет добиться впечатляющих результатов.
Однако, за годы, прошедшие с момента запуска Hubble и земная астрономия не стояла на месте, было отработано несколько технологий, позволяющих, если не полностью избавиться от искажающего действия воздуха, то существенно снизить его воздействие. Сегодня самое впечатляющее разрешение способен дать Very Large Telescope Европейской Южной обсерватории в Чили. В режиме оптического интерферометра, когда вместе работают четыре основных и четыре вспомогательных телескопа, возможно достичь разрешающей способности превышающей возможности Hubble примерно в пятьдесят раз.
К примеру, если Hubble дает разрешение на Луне около 100 метров на пиксель (привет всем, кто думает, что так можно рассмотреть посадочные аппараты Apollo), то VLT может различить детали до 2 метров. Т.е. в его разрешении американские спускаемые аппараты или наши луноходы выглядели бы как 1-2 пикселя (но смотреть не будут из-за чрезвычайно высокой стоимости рабочего времени).
Пара телескопов обсерватории Keck, в режиме интерферометра, способны превысить разрешение Hubble в десять раз. Даже по отдельности, каждый из десятиметровых телескопов Keck, используя технологию адаптивной оптики, способны превзойти Hubble примено в два раза. Для примера фото Урана:
Впрочем Hubble без работы не остается, небо большое, а широта охвата камеры космического телескопа превышает наземные возможности. А для наглядности можно посмотреть сложноватый, но информативный
Любой предмет в окружающем нас мире имеет температуру, отличную от абсолютного нуля. По этой причине он излучает в окружающее пространство электромагнитные волны всех длин. Это утверждение верно, разумеется, и для человеческих тел. И мы с вами — излучатели не только тепла, но и радиоволн, и ультрафиолетового излучения. И, строго говоря, электромагнитных волн любого диапазона. Правда, интенсивность излучения для различных волн весьма различна. И если, скажем, тепловое излучение нашего тела легко ощутимо, то как радиостанция тело работает очень плохо.
Для обычных, реальных предметов распределение интенсивности излучения в зависимости от длины волны весьма сложно. Поэтому физики вводят понятие идеального излучателя. Им служит так называемое абсолютно черное тело. То есть тело, которое поглощает все падающее на него излучение. А при нагревании излучает во всех диапазонах по так называемому закону Планка. Закон этот показывает распределение энергии излучения в зависимости от длины волны. Для каждой температуры существует своя кривая Планка. И по ней (или по формуле Планка) легко найти, как будет испускать, скажем, радиоволны или рентгеновское излучение данное абсолютно черное тело.
Разумеется, таких тел в природе не существует. Но есть объекты, по характеру излучения очень напоминающие абсолютно черные тела. Как это ни странно, к ним принадлежат звезды. И, в частности, наше . Распределение энергии в их спектрах напоминает кривую Планка. Если излучение подчиняется закону Планка, оно называется тепловым. Всякое отступление от этого правила заставляет астрономов искать причины таких аномалий.
Все это вступление понадобилось для того, чтобы читатель понял суть недавнего выдающегося открытия. Оно в значительной мере раскрывает роль человека во Вселенной.
В январе 1983 г. на околоземную полярную орбиту с высотой 900 км был выведен международный спутник «Ирас». В его создании участвовали специалисты Великобритании, Нидерландов и США. Спутник имел рефлектор с поперечником зеркала 57 см. В фокусе него располагался приемник инфракрасного излучения. Главная цель, поставленная исследователями, — обзор неба в инфракрасном диапазоне для длин волн от 8 до 120 мкм. В декабре 1983 г. бортовая аппаратура спутника прекратила свою работу. Но тем не менее за 11 месяцев был собран колоссальный научный материал. Его обработка заняла несколько лет, но уже первые результаты привели к поразительным открытиям. Из 200000 инфракрасных космических источников излучения, зарегистрированных «Ирасом», прежде всего обратила на себя внимание Вега.
Эта главная звезда в Лиры является ярчайшей звездой северного полушария неба. Она удалена от нас на 26 световых лет и потому считается близкой звездой. Вега — горячая голубовато-белая звезда с температурой поверхности около 10000 кельвинов. Для нее легко вычислить и нарисовать соответствующую этой температуре кривую Планка. К удивлению астрономов оказалось, что в инфракрасном диапазоне излучение Веги не подчиняется закону Планка. Оно было почти в 20 раз мощнее, чем положено по этому закону. Источник инфракрасного излучения оказался протяженным, имеющим поперечник 80 а. е., что близко к поперечнику нашей планетной системы (100 а.е.). Температура этого источника близка к 90 К, и излучение от него наблюдается в основном в инфракрасной части спектра.
Специалисты пришли к выводу, что источником излучения служит облако твердой пыли, со всех сторон окутывающее Вегу. Частицы пыли не могут быть очень мелкими — в противном случае их выбросит в пространство световым давлением лучей Веги. Немного более крупные частицы также просуществовали бы недолго. На них весьма заметно действовало бы боковое световое давление (эффект Пойнтинга — Робертсона). Тормозя полет частиц, оно заставляло бы частицы по спирали падать на звезду. Значит, пылевая оболочка Веги состоит из частиц, поперечник которых не меньше нескольких миллиметров. Вполне возможно, что спутниками Веги могут быть и гораздо более крупные твердые тела планетного типа.
Вега — молодая. Её возраст вряд ли превышает 300 миллионов лет. Тогда как возраст Солнца оценивается в 5 миллиардов лет. Поэтому естественно предположить, что около Веги открыта молодая планетная система. Она находится в процессе своего формирования.
Вега не единственная звезда, окруженнаяпо-видимому планетной системой. Вскоре пришло сообщение об открытии пылевого облака вокруг Фомальгаута — главной звезды из созвездия Южной Рыбы. Она почти на 4 световых года ближе Веги и также представляет собой горячую бело-голубую звезду.
В последние годы японские астрономы обнаружили газовые диски, окружающие ряд звезд в созвездиях Тельца и Ориона. Их поперечники весьма внушительны — десятки тысяч астрономических единиц. Не исключено, что внутренние части этих дисков в будущем станут планетными системами. Рядом с молодой звездой типа Т Тельца американские астрономы нашли точечный инфракрасный источник. Он очень похож на зарождающуюся протопланету.
Все эти открытия заставляют оптимистически расценивать распространенность планетных систем во Вселенной. Еще совсем недавно звезды типа Веги и Фомальгаута исключались из числа тех, которые могут иметь такие системы. Они очень горячи, быстро вращаются вокруг оси и, как считалось, не отделили от себя планеты. Но если образование планет не связано с отделением от центральной звезды, её быстрое вращение не может служить аргументом против наличия у звезды каких-либо планет. В то же время не исключено, что в природе планетные системы в разных ситуациях возникают по-разному. Одно ныне бесспорно — наша планетная система далеко не уникальна во Вселенной.
Космос лишь теоретически является вакуумом, ведь Вселенная согласно общепринятой научной (космологической) модели возникла в результате Большого взрыва, что обусловило реликтовое (космическое электромагнитное) излучение. Его спектр отвечает абсолютно черному телу, имеющему температуру по Кельвину – 2,725 (по Фаренгейту — минус 454,8°, по Цельсию – минус 270,425°).
Электромагнитное излучение в космосе – это дождь фотонов (безмассовых элементарных частиц), присутствующих в терагерцевом, инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-излучении, а также в радиоволнах.
В наибольшей степени свойствами абсолютно черного тела обладает Солнце, его наружные слои имеют температуру около 6200 К, то есть температура в космосе может разниться.
Определенная роль в «температурном режиме» космоса принадлежит также планетам и их спутникам, астероидам, метеоритам и кометам, космической пыли и молекулам газов. Поэтому во Вселенной могут быть температурные отклонения. К примеру, в туманности Бумеранг (созвездие Центавра) благодаря телескопу «Хаббл» — автоматической обсерватории на орбите Земли была зафиксирована самая низкая космическая температура – 1 К (минус 272 градуса по шкале Цельсия). Ее причиной является «звездный ветер» (поток материи), идущий от центральной звезды.
О наличии космической пыли свидетельствует ночное свечение, обнаруженное астрономами в плоскости зодиакальных созвездий. Свечение, как установили ученые, — это свет, отражаемый от частиц космической пыли.
Материальными являются и космические лучи. В основном их структура состоит из стремительных ядер водородных и гелиевых атомов, а также более тяжелых ядер, к примеру, железа и никеля.
Таким образом, сколько градусов в космосе? Теоретически — 0° по шкале Кельвина или минус 273,15°С. На самом же деле, учитывая реликтовое излучение — 2,725 К (минус 270,425°С). Но это, если не брать во внимание тепло, излучаемое звездами и планетами.
Отвечая на вопрос: «Какая температура в космосе», нужно отметить, что на все тела, находящиеся в космосе, действует не только смертельный для человека холод, но и губительная жара. Простейший пример тому – космический корабль. На его солнечной стороне – жарко, на теневой – холодно. И чем ближе или дальше звездолет от небесного светила, тем больше разница температур.
Положение Солнца влияет и на климат Земли. Одна теория гласит, что вращаясь вокруг Солнца, планета то приближается, то удаляется от него, поэтому происходит и смена времен года: зиму сменяет лето и наоборот. Однако на экваторе никогда не бывает зимы.
Дело в том, что земля вращается в наклонном положении относительно Солнца (23°27′) и по-разному разворачивается к нему: то северным, то южным полушарием. Соответственно, лучи Солнца падают отвесно или под углом — в зависимости от этого земная поверхность нагревается больше или меньше.
Температура − это характеристика термодинамической системы, а что такое термодинамическая система? Посмотрите на рисунок
Как видно из рисунка, нам нужно определить границы термодинамической системы или границы области измерения температуры. Это может быть объём, ограниченный радиусом наблюдаемой Вселенной. Тогда температура Вселенной будет иметь один смысл − усредненная по всему объёму наблюдаемой Вселенной, температура.
Избежать сложной процедуры усреднения можно, для начала взяв мысленно некоторую ограниченную область пространства в космосе и измерив там температуру.
Займёмся теперь усреднением температуры наблюдаемой Вселенной. Очевидно, что она не может быть меньше температуры Реликтового излучения. Доля энергии Вселенной, приходящей на звёзды и высокотемпературный газ, вносящие прямой вклад в температуру Вселенной, известна, она мала и составляет около 0.4%. Малость вклада в среднее значение определяется также и 1/r² зависимостью потока энергии их излучения. Темная энергия и холодная темная материя, составляющие 96% энергии Вселенной, по определению не участвуют в формировании температуры (во всяком случае их вклад неизвестен). Остаётся 3,6% энергии не светящейся материи, заключённой в основном в гигантских галактических молекулярных облаках. Оценим их вклад относительно реликтового излучения.
Какая температура в космосе? Ответ: Очень холодно, Т = 2,725° К.
Прокомментировать
Кинорежиссеры и писатели-фантасты постоянно пытаются доказать нам, что человек, который внезапно попал в открытое космическое пространство без скафандра, погибнет за доли секунды. По их утверждениям температура в Космосе такова, что ни одно живое существо без специального снаряжения не в состоянии пробыть в открытом пространстве Вселенной больше секунды. К примеру, об этом достаточно интересно и ярко написано в одном из произведений Артура Кларка: герой, оказавшийся в открытом Космосе, мгновенно погибает из-за сильнейшего мороза и внутреннего давления. Однако, по теоретическим расчетам современных ученых, смерть человека в таких условиях наступает отнюдь не моментально.
Зачастую высказывается предположение о том, что человек, оказавшийся в открытом пространстве космоса, будет разорван изнутри резко повысившимся давлением. Космос — это идеальный вакуум, а в организме человека поддерживается давление приблизительно в одну атмосферу. На первый взгляд может показаться, что такого резонанса вполне достаточно для того, чтобы живое существо мгновенно погибло от «взрыва».
На самом деле, никакого «взрыва» не произойдет — ткани тела характеризуются достаточной прочностью и способны справиться с давлением в одну атмосферу. Вместо ожидаемой реакции происходит совсем другое: лопаются капилляры, которые снабжают кровью кожные покровы, это достаточно неприятное явление, однако вовсе не смертельное.
Еще одна причина, из-за которой человек может очень быстро погибнуть в открытом пространстве Вселенной — сама температура Космоса, которая, по некоторым данным достигает абсолютного нуля по Кельвину (-273,15 °С). Если говорить точнее, так думают люди, ничего не знающие о температурных особенностях межпланетного пространства. Температура в открытом Космосе, как это ни странно звучит - это отсутствие всякой температуры. Космическое пространство, по данным исследователей, не имеет температуры, соответственно, оно никак не может ни нагреть, ни охладить, находящийся в нем живой организм.
Что традиционно подразумевается под таким термином, как «температура»? Во-первых — хаотичное движение атомов или молекул, из которых состоят абсолютно все тела.
Космическое пространство наполнено излучением источников, имеющих самую разнообразную интенсивность и частоту. И температура в Космосе, с этой точки зрения, понимается как суммарная энергия излучения в определенном месте пространства.
Термометр в открытом космическом пространстве сначала будет показывать ту температуру, которая была характерна для среды, из которой его извлекли, к примеру, из внутреннего пространства космического корабля. Со временем прибор нагреется, причем очень сильно. Ведь в условиях, где имеет место конвективный теплообмен, предметы, лежащие под прямыми солнечными лучами, нагреваются достаточно сильно, так, что к ним невозможно притронуться. В Космосе такой нагрев будет гораздо сильнее, так как вакуум - это идеальный теплоизолятор.
Таким образом, температура в Космосе — понятие относительное, однако в зависимости от того, в какой точке пространства находится тело, оно может нагреваться либо охлаждаться. Вдали от звезд, там, куда практически не проникают тепловые потоки, температура такого тела будет равна приблизительно 2,725 градусам Кельвина, так как реликтовое излучение распространяется во всей известной астрономам части Вселенной, однако при приближении тела к какой-либо звезде она будет постепенно увеличиваться.
з наете ли вы, какой температурой обладает космическое пространство ? На самом деле для человека в нём царит холод – около -270 градусов. Космос – это по большей части незаполненная пустота, поэтому температура в нём имеет большое влияние. Те же объекты, которые находятся в космическом пространстве , приобретают его температуру.
Воздух здесь отсутствует, а передача тепла идёт за счёт инфракрасного излучения. То есть, постепенно тепло теряется. Объект, попадающий в глубины космоса, теряет его не моментально, а постепенно, по нескольку градусов. Чтобы замёрзнуть полностью в открытом космосе человеку потребуется несколько часов, но умереть от замерзания ему вряд ли придётся, так как в вакууме есть множество других явлений, которые убьют вас намного раньше. Курсирующие в космосе объекты обладают очень низкой температурой. Если вы прикоснетесь к ним, сразу же погибнете, так как они заберут всё ваше тепло.
Т ем не менее, ветер в космосе может быть очень горячим. Взять хотя бы Солнце, которое излучает инфракрасные волны высокой температуры. А оно такое не одно, есть большое количество звёздных облаков между звёздами, нагревающихся до нескольких тысяч градусов.
То, что поверхность Солнца обладает высокой температурой, оказывает влияние на жизнь на Земле. Та сторона орбиты нашей планеты, которая повернута к нему, может нагреваться выше 100 градусов, другая сторона орбиты, расположенная в тени, наоборот, имеет температуру около -100 градусов. Для человека оба варианта считаются неприемлемыми. Быстрые перепады температур он выдерживать тоже не в состоянии.
Температура поверхности других тел зависит от множества факторов. Роль играет и масса тела, и её форма, и удаленность от Солнца, и влияние других объектов космоса. К примеру, если отправить по направлению к Солнцу алюминий, находясь от звезды на расстоянии, равном расстоянию, на котором находится от неё наша планета, он приобретет температуру до 850 F. Если же взять непрозрачный элемент и покрыть его краской белого цвета, выше значения -40 F он не нагреется. Именно поэтому выход в открытый космос без использования скафандра чрезвычайно опасен для человека. Что касается инопланетян , быть может, они устроены по-другому, поэтому могут жить в вакууме без дополнительных приспособлений.
Температура кипения жидкости в космосе непостоянна. Она зависит от давления, влияющего на неё. На высокой местности вода кипит быстро, так как газ там жидкий. Так как за атмосферой воздуха нет, температура кипения становится ниже. Поэтому нахождение в вакууме человека так опасно, его кровь может просто закипеть в жилах. Это объясняет то, что в нем встречаются в основном твёрдые тела.
