Казалось бы, ответ на поверхности – абсолютный ноль, или -273,15 °C градусов по Цельсию. Можно расходиться. Но это существенное упрощение реальной картины. На деле не все так просто.
Попробуем разобраться. Начать следует с описания основных понятий, которые помогут ответить на вопрос, сформулированный в заголовке статьи.
Под температурой понимается степень нагретости тела, среды или вещества. Любой материальный объект складывается из элементарных частиц. Они, в свою очередь, являются составными частями атомов и молекул, из которых состоит вещество. Элементарные частицы постоянно колеблются, двигаются, т.е. обладают кинетической энергией. А тепло – это и есть энергия движения частиц. Чем быстрее происходит движение и передача энергии от объекта к объекту на микроуровне, тем выше температура.
В физике выделяют следующие способы передачи тепла:
- Теплопроводность – это способность материи проводить тепло от более нагретых частей тела к менее нагретым или же передача тепла от одного тела к другому, менее холодному (если налить горячий кофе в чашку, она тоже станет горячей).
- Конвекция – это явление переноса энергии (тепла) струями, большими группами частиц (воздух, поднимающийся над нагретой поверхностью земли).
- Излучение – это передача энергии (тепла) через пространство в виде волн или частиц (в качестве примера можно привести видимый свет – часть спектра электромагнитного излучения) .
Истинный (абсолютный) вакуум – это пространство в котором нет материи, частиц, какого-либо излучения. Часто можно услышать мнение, будто космосе царствует пустота. Однако, это не совсем так. Космос пронизан реликтовых излучением, излучением звездных и других массивных космических объектов.
Абсолютный ноль – это минимально возможная температура во Вселенной, по шкале Цельсия соответствует температуре -273,15°C. При таки условиях, частицы обладают наименьшей возможной энергией и прекращают свое движение. Такая низкая температура фактически недостижима, поскольку ни в одной точке космического пространства нет абсолютного вакуума.
Определившись с основными понятиями, попытаемся сделать вывод.
Прежде чем ответить на вопрос о температуре в космосе, следует отметить, что понятие «температура» не совсем уместно для открытого космического пространства. Из трех способов передачи тепла, в данном случае, функционирует лишь один – излучение. Этот способ представлен излучением реликтового фона, галактическим космическим излучением и излучением материнской звезды.
При определении температуры космического пространства всегда следует уточнять, о температуре какого объекта идет речь. Например, ядро Солнца раскалено до 15 миллионов градусов, но чем дальше мы будем удаляться от светила, тем температура будет ниже. На Марсе летом у экватора средняя дневная температура составляет 20°C, а на Плутоне средняя температура на солнечной стороне -213°C.
На температуру объектов влияет их положение относительно источника тепла. Летящий в космическом пространстве корабль будет сильнее раскален со стороны Солнца, а его теневая торона будет холоднее. Нагрев и остывание в космосе происходит гораздо быстрее, чем в атмосферной среде. Например, температура Меркурия на солнечной стороне 430°C, как только рассматриваемая поверхность уходит из поля действия солнечных лучей, она она быстро охлаждается до -163°C.
Эти эффекты учитываются и в реальной космической деятельности на орбите Земли. Экипажу МКС при осуществлении внекорабельной деятельности постоянно приходится сталкиваться с такими тепловыми перепадами. Температуры стенок станции в каждый момент времени резко контрастируют: обращенная к Солнцу сторона нагревается до 260°C, а теневая сторона, в свою очередь, охлаждена до -100°C.
Самая близкая во Вселенной температура к абсолютному нулю зафиксирована в газопылевом облаке, находящимся в туманности Бумеранг на расстоянии 5 тысяч световых лет от Земли. Астрономический объект был обнаружен в 1998 году с помощью телескопа Хаббл. По оценкам исследователей, температура в туманности Бумеранг составила -272°C, что всего на 1,15°C больше абсолютного нуля.
Спасибо за внимание!