Вы наверняка слышали выражение "холодный космос". Но почему же холодный? Мы ведь знаем, что наше Солнце имеет очень высокую температуру (температура ядра достигает более 15 млн, а температура поверхности около 1.5 млн градусов по Цельсию). При этом фоновая температура космоса колеблится на уровне -270°C. Почему так?
Тепло распространяется по космосу в виде излучения - энергии, которая передаётся от более горячих объектов к более холодным. Излучение возбуждает молекулы (передает им часть своей энергии), заставляя их нагреваться. Таким образом тепло от Солнца доходит до Земли. Излучение нагревает те молекулы и вещество, которые лежат непосредственно на его пути.
Например, температура ночной стороны Меркурия может быть на 100 градусов ниже, чем температура на дневной стороны планеты, подверженной воздействию излучения Солнца. Сраните это с Землей, где подобные большие перепады температуры не происходят. Это всё потому, что тепло по нашей планете распространяется не одним, а сразу тремя способами: излучением, конвекцией и проводимостью.
Когда солнечное излучение попадает на молекулы в атмосфере и нагревает их, молекулы, сталкиваясь, делятся этой энергией со своими соседями, тем самым нагревая их. Такая цепная реакция позволяет нагреваться областям, которые не находятся на пути солнечного излучения (например, в тени).
Однако космос - это вакуум. Молекулы газа в нём находятся на большом расстоянии друг от друга, они сталкиваются намного реже, чем в атмосфере, поэтому тепло передается не так активно. Конвекция также не помогает теплу распространятся в космосе, поскольку она происходит в присутствии силы тяжести и не происходит в пространстве с нулевой гравитацией.
Читайте также:
Главные проблемы физики: квантовая гравитация
Мифы о физике: квантовая физика доказывает существование бога
Мифы о физике: звук в космосе
Александр Фридман: три пути развития Вселенной
Как летают ракеты?