Slunce je od Země vzdálené asi 150 milionů kilometrů, ale jeho teplo můžeme cítit každý den. Je úžasné, jak hořící předmět z dálky může vrhat své teplo na tak velkou vzdálenost.
Nemluvíme o teplotách, které sotva registrují jeho přítomnost. V roce 2019 dosáhla teplota Kuvajtu na přímém slunečním světle 63 ° C. Pokud byste při takových teplotách delší dobu stáli, riskujete smrt z úpalu.
SOUVISEJÍCÍ: JE UŽ ČAS MÁTE ZÁKONY PRO VENKOVNÍ PROSTOR?
Ale jaké hádanky většina je v tom, že vesmír zůstává chladný, i když Země spaluje miliony kilometrů daleko. Proč je tedy vesmír tak chladný, když je tak horké slunce?
Abychom pochopili tento záhadný jev, je důležité nejprve rozpoznat rozdíl mezi těmito dvěma pojmy, které se často zaměňují: teplo a teplota.
Role tepla a teploty
Jednoduše řečeno, teplo je energie uložená uvnitř objektu, zatímco horkost nebo chlad tohoto objektu se měří pomocí teplota. Když se tedy teplo přenáší na objekt, jeho teplota stoupá. Při odběru tepla z objektu dochází k poklesu hodnoty teploty.
K tomuto přenosu tepla může dojít prostřednictvím tří režimů: vedení, proudění a záření.
K přenosu tepla vedením dochází v pevných látkách. Když se pevné částice zahřívají, začnou vibrovat a navzájem se srazí a přenášejí teplo v procesu z teplejších částic na chladnější.
Přenos tepla konvekcí je jev pozorovaný v kapalinách a plynech. K tomuto způsobu přenosu tepla dochází také na povrchu mezi pevnými látkami a tekutinami.
Když se tekutina zahřívá, molekuly stoupají nahoru a nesou s sebou tepelnou energii. Ohřívač místnosti je nejlepším příkladem demonstrace konvekčního přenosu tepla.
Když ohřívač ohřívá okolní vzduch, teplota vzduchu se zvýší a vzduch stoupne na vrchol pokoj. Chladný vzduch přítomný nahoře je nucen pohybovat se dolů a ohřívat se, čímž vytváří konvekční proud.
Přenos tepla prostřednictvím záření je proces, při kterém předmět uvolňuje teplo ve formě světla. Všechny materiály vyzařují určité množství tepelné energie na základě jejich teploty.
Při pokojové teplotě vyzařují všechny objekty včetně nás lidí teplo jako infračervené vlny. Díky radiaci mohou termovizní kamery detekovat objekty i během noci.
Čím je objekt teplejší, tím více bude vyzařovat. Slunce je vynikajícím příkladem tepelného záření, které přenáší teplo sluneční soustavou.
Nyní, když znáte rozdíl mezi teplem a teplotou, jsme velmi blízko k zodpovězení otázka položená v názvu tohoto článku.
Nyní víme, že teplota může ovlivnit pouze hmotu. V prostoru však není dostatek částic a je to téměř úplné vakuum a nekonečný prostor.
To znamená, že přenos tepla je neúčinný. Není možné přenášet teplo vedením nebo konvekcí.
Záření zůstává jedinou možností.
Když sluneční světlo ve formě záření dopadá na objekt, atomy, které tvoří předmět začne absorbovat energii. Tato energie začíná vibrovat atomy a nutí je produkovat teplo v procesu.
S tímto jevem se však stane něco zajímavého. Protože neexistuje způsob, jak vést teplo, zůstane teplota objektů v prostoru po dlouhou dobu stejná.
Horké objekty zůstávají horké a studené věci chladné.
Ale když sluneční záření vstoupí do zemské atmosféry, je zde spousta energie, kterou je třeba energizovat. Proto cítíme sluneční záření jako teplo.
Z toho přirozeně vyvstává otázka: co by se stalo, kdybychom něco umístili mimo zemskou atmosféru?
prostor vás může snadno zmrazit nebo spálit
kdy předmět je umístěn mimo zemskou atmosféru a na přímém slunečním světle, byl by ohříván na přibližně 120 ° C. Objekty kolem Země a ve vesmíru, které nepřijímají přímé sluneční světlo, jsou kolem 10 ° C.
Teplota 10 ° C je způsobena zahříváním některých molekul, které unikají ze zemské atmosféry. Pokud však měříme teplotu prázdného prostoru mezi nebeskými tělesy ve vesmíru, je to jen 3 Kelviny nad absolutní nulou.
Hlavní výhodou je, že teplotu slunce lze pocítit, pouze pokud je hmota schopna ji absorbovat. V prostoru není téměř žádná hmota; tudíž chlad.
Dvě strany slunečního tepla
Víme, že zastíněné oblasti ochlazují. Nejlepším příkladem je noční doba, kdy teploty klesají, protože nedochází k žádnému záření tu část země.
Ve vesmíru jsou věci ale trochu jiné.Ano, objekty, které jsou skryty před slunečním zářením, budou chladnější než místa, která přijímají sluneční světlo, ale rozdíl je docela drastický.
Objekt ve vesmíru bude na svých dvou stranách čelit dvěma teplotním extrémům.
Vezměme si například měsíc. Oblasti, které dostávají sluneční světlo, se zahřívají na 127 ° C a temná strana měsíce bude mít bod mrazu -173 ° C.
Ale proč nemá Země stejné účinky? Díky naší atmosféře se odráží infračervené vlny od slunce a ty, které vstupují do zemské atmosféry, jsou rovnoměrné distribuováno.
Proto pociťujeme spíše postupnou změnu teploty než extrémní horkost nebo chlad.
Dalším příkladem, který ukazuje polaritu teploty v prostoru, jsou účinky slunce na Parker Solární sonda. Parker Solar Probe je program NASA, kde byla sonda vyslána do vesmíru ke studiu slunce.
V dubnu 2019 byla sonda vzdálena pouhých 15 milionů mil od Slunce. Aby se chránila, používal tepelný štít.
SOUVISEJÍCÍ: 7 SPOLEČNÝCH VESMÍRNÍCH MÝTŮ DEBUNKOVANÝCH SKUTEČNÝMI ASTRONAUTY A VĚDOU
Teplota tepelného štítu, když byl bombardován slunečním zářením, byla 121 ° C zatímco zbytek sondy seděl na -150 ° C.
Prostor je ultimátní termoska
Když není co zahřívat, teplota systém zůstává stejný. To je případ vesmíru. Sluneční záření může cestovat skrz něj, ale neexistují žádné molekuly nebo atomy, které by toto teplo absorbovaly.
I když je skála slunečním zářením zahřívána nad 100 ° C, prostor kolem ní nebude absorbovat jakoukoli teplotu ze stejného důvodu. Když tam není nic, přenos teploty neprobíhá.
Proto, i když je horké slunce, zůstává prostor chladný jako led!