В петербургском регионе в ночь на 18 февраля была самая холодная ночь за эту зиму. И хотя у меня за окном на юге Питера было всего -20 градусов, на северо-востоке Ленобласти было -34! Холодно, конечно, но может быть намного холоднее.
Мороз ниже -20 может быть опасным, поэтому люди стараются лишний раз не выходить из дома. Для тех, кто всё же решился решился выйти на улицу — включая особо "отмороженных" астрономов-любителей, просьба — одевайтесь теплее и как можно больше двигайтесь!
Конечно, холод - понятие относительное. В Петербурге в феврале (самый холодный месяц в году) средняя многолетняя температура сейчас составляет -5°C. А в Якутске, который считается самым холодным крупным городом на Земле, средняя высокая температура воздуха в течение самого короткого месяца в году составляет -32° C с минимумами около -39°C. Это достаточно холодно, чтобы замёрзла ртуть!
Хотя эти цифры могут заставить вас вздрогнуть, самая низкая температура, зарегистрированная непосредственно на Земле, составляет -89,2°C на станции Восток в Антарктиде 21 июля 1983 года.
Поскольку углекислый газ замерзает при температуре -78°, возникает вопрос: не выпадал ли он в тот июльский день в виде снега или конденсировался в иней? Оказывается, в нашей атмосфере так мало CO2 , что при обычном давлении он остаётся газом значительно ниже своей точки замерзания.
Но на Марсе иначе. Там углекислый газ обычно конденсируется в виде инея или выпадает из облаков, которые окружают полярные регионы марсианской зимой. Красная планета не только намного холоднее Земли с зимними температурами у полюсов около -140° C, но и имеет разреженную атмосферу.
Марс холоднее Земли по нескольким причинам. Он находится дальше от Солнца и имеет чрезвычайно тонкую (всего 1% от земной), сухую атмосферу. Днём воздух прогревается незначительно, но ночью быстро теряет тепло. На планете нет водоёмов, которые помогали бы удерживать солнечное тепло. Земля имеет всё вышеперечисленное в изобилии.,
Благодаря углекислому газу, метану и водяному пару, которые поглощают тепло Солнца, средняя глобальная температура на нашей планете составляет 16° C. Без этих газов она упала бы до -18°C. Повышенные уровня CO2 в атмосфере в результате человеческой деятельности, привели в итоге к глобальному потеплению.
В космосе всё иначе, там царит почти полный вакуум. Без воздуха, способного смягчать перепады температур, космос одновременно является и Долиной смерти, и Антарктикой, и даже суровее их.
Возьмём, к примеру, Международную космическую станцию (МКС). Её орбита проходит на высоте 419 км над землёй. Тепловая энергия нагревает обращённую к Солнцу сторону МКС до +120°C. В то же время температура на затенённой стороне падает до -157° C, разница составляет почти 280 градусов. Чтобы астронавты чувствовали себя комфортно, на МКС используется система терморегулирования и многослойная изоляция.
Предметы в космосе нагреваются, когда поглощают солнечное излучение, а затем повторно излучают тепло обратно в космос. Парниковые газы Земли поглощают часть этого тепла, но в случае, например, Меркурия, у которого нет атмосферы, температура поверхности нагревается до +430°C в течение дня и опускается до -180°C ночью.
Мы говорили об околсолнечном пространстве, в пределах внутренних планет Солнечной системы. Но насколько холодно в тёмном уголке Вселенной вдали от звёзд?
Если бы могли взять термометр, отправиться в межзвёздное пространство и там провести измерения, то получили бы значение -270,43° C. Хотя это очень холодно, но это не абсолютный ноль, самая низкая возможная температура, которая составляет -273,15°C. Кстати, то, что мы называем теплом, создаётся хаотичными движениями атомов и молекул. При абсолютном нуле атомы практически неподвижны, но и абсолютный ноль не достижим.
Заметьте, что наш самый холодный участок космоса на 2,7°C теплее абсолютного нуля. Почему? Источник этого тепла возвращает нас к временам Большого Взрыва, с которого родилась наша Вселенная 13,7 миллиарда лет назад и до которого Вселенная представляла собой микроскопическую "сингулярность" с температурой от 1000 триллионов градусов. По мере того, как начальная Вселенная расширялась и охлаждалась, могли образовываться первые субатомные частицы. Когда они собрались в первые атомы — примерно через 380 000 лет после Большого взрыва, - лучистая энергия (свет), связанная с расширяющейся Вселенной, вырвалась на свободу.
Вселенная расширялась, постепенно охлаждая фоновое излучение до его текущей температуры всего 2,7° выше абсолютного нуля. Астрономы называют вездесущее остаточное излучение реликтовым.
Мы не можем видеть реликтовое излучение потому что, как следует из названия, оно находится в микроволновой части электромагнитного спектра. Невероятно, но физики и астрономы предсказали его существование и температуру ещё до того, как в 1964 году было обнаружено это остаточное свечение большого взрыва. Его открытие помогло подтвердить происхождение Вселенной в невероятно горячем, единичном событии миллиарды лет назад.
Весь холод в конечном счёте происходит из космического пространства. Солнце, благодаря своему тепловому излучению, поддерживает нашу планету пригодной для жизни. Без Солнца средняя глобальная температура на поверхности Земли упадёт в течение недели до -18°C. Через год она опустится до -73°C. В конечном счёте она установилась бы на уровне -240°C - температура, при которой тепло, излучаемое из недр Земли, находилось бы в равновесии с теплом, выходящим в космос.
