Obwohl Science-Fiction-Filme uns denken lassen, dass der Weltraum unglaublich kalt – sogar gefroren – ist, ist der Weltraum selbst nicht gerade kalt. Tatsächlich hat es überhaupt keine Temperatur.
Temperatur ist ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der sich die Teilchen bewegen, und Wärme ist die Energiemenge, die die Teilchen eines Objekts haben. In einem wirklich leeren Bereich gibt es also keine Partikel und Strahlung, was auch keine Temperatur bedeutet.
Natürlich ist der Weltraum voller Partikel und Strahlung, um Wärme und Temperatur zu erzeugen. Wie kalt ist der Weltraum, gibt es wirklich eine leere Region und gibt es einen Ort, an dem die Temperatur auf den absoluten Nullpunkt fällt?
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Wie heizen Sterne den Weltraum auf?
Die heißesten Regionen im Weltraum sind sofort präsent Sternedie alle Bedingungen für den Beginn der Kernfusion enthält.
Richtig heiß wird es, wenn die Strahlung eines Sterns auf einen Punkt im All mit vielen Teilchen trifft. Dies gibt Strahlung von Sternen wie Die Sonne Etwas, woran man schon arbeiten kann.
Dafür ein Land Wärmer als das Gebiet zwischen unserem Planeten und seinem Stern. Die Wärme kommt von Partikeln in unserer Atmosphäre, die mit Sonnenenergie vibrieren und dann miteinander kollidieren, um diese Energie zu verteilen.
Die Nähe zu unserem Stern und der Besitz von Partikeln garantieren jedoch keine Wärme. Quecksilber Der Sonne am nächsten – tagsüber sehr heiß und nachts sehr kalt. Die Temperaturen fallen auf 95 Grad Kelvin (-288 Grad Fahrenheit / -178 Grad Celsius).
Die Temperaturen fallen auf -371 Grad Fahrenheit (-224 Grad Celsius) Uranuswodurch es kühler ist als auf dem sonnenfernsten Planeten, Neptundessen Oberflächentemperatur immer noch -353 Grad Fahrenheit (-214 Grad Celsius) beträgt.
Dies ist das Ergebnis einer frühen Kollision eines erdgroßen Objekts, wodurch Uranus die Sonne mit einer extremen Neigung umkreist und es ihm unmöglich macht, seine innere Wärme zu halten.
Weit weg von den Sternen sind die Teilchen so weit verteilt, dass eine Wärmeübertragung durch etwas anderes als Strahlung unmöglich ist, was bedeutet, dass die Temperaturen drastisch sinken. Diese Region wird als interstellares Medium bezeichnet.
Die kältesten und dichtesten Wolken aus molekularem Gas im interstellaren Medium können Temperaturen von 10 K (-505 °F / -263 °C oder) haben, während die am wenigsten dichten Wolken Temperaturen von bis zu 100 K (-279 °F / -) haben können. 173 Grad Celsius).
Was ist die kosmische Hintergrundstrahlung?
Das Universum So riesig und mit so vielen Dingen gefüllt, einige so heiß, andere so unvorstellbar kalt, dass es unmöglich wäre, dem Weltraum eine einzige Temperatur zuzuordnen.
Etwas durchdringt jedoch das gesamte Universum mit einer einheitlichen Temperatur von sogar einem Teil von 100.000. Tatsächlich ist der Unterschied so gering, dass die Änderung zwischen heißem und kaltem Fleck nur 0,000018 K beträgt.
Dies ist bekannt als Kosmischer Mikrowellenhintergrund (CMB) Es hat eine normale Temperatur von 2,7 K (-45°F / -270°C). Da 0 K der absolute Nullpunkt ist, liegt dieser nur 2,725 Grad über dem absoluten Nullpunkt.
CMB ist ein Überbleibsel eines Ereignisses, das erst vor 400.000 Jahren stattfand die große Explosion Es wird die letzte Streuung genannt. Das war der Punkt, an dem das Universum danach aufhörte, dunkel zu sein Elektronen Sie sind an Protonen gebunden, um Wasserstoffatome zu bilden, die Elektronen daran hindern, Licht unendlich zu streuen, und Photonen ermöglichen, sich frei zu bewegen.
Als solche stellen diese im Universum „eingefrorenen“ fossilen Überreste den letzten Punkt dar, an dem Materie und Photonen in Bezug auf die Temperatur im Gleichgewicht waren.
Die Photonen, aus denen das CMB besteht, waren nicht immer so kalt, es dauerte etwa 13,8 Milliarden Jahre, um uns zu erreichen, und die Expansion des Universums führte dazu Rotverschiebung Diese Photonen haben niedrigere Energieniveaus.
Als das Universum viel dichter und heißer war als heute, wird die Anfangstemperatur der Strahlung, aus der die CMB besteht, auf etwa 3000 K (5000 °F/2726 °C) geschätzt.
Da sich das Universum weiter ausdehnt, bedeutet dies, dass der Weltraum jetzt kälter ist als je zuvor und die Atmosphäre kälter wird.
Was würde passieren, wenn es dem Weltraum ausgesetzt wäre?
Wenn ein Astronaut allein treiben gelassen wird Weltraum Daher kann die Exposition gegenüber dem Vakuum des Weltraums einen Astronauten nicht bewegungsunfähig machen, wie es oft in Science-Fiction dargestellt wird.
Es gibt drei Methoden der Wärmeübertragung, Wärmeleitung, die durch Berührung auftritt, Konvektion, die auftritt, wenn Flüssigkeiten Wärme übertragen, und Strahlung, die durch Strahlung auftritt.
Leitung und Konvektion können im leeren Raum aufgrund fehlender Materie nicht stattfinden, und die Wärmeübertragung erfolgt langsam allein durch Strahlungsprozesse. Dies bedeutet, dass sich Wärme nicht schnell im Weltraum ausbreitet.
Da das Gefrieren eine Wärmeübertragung erfordert, würde ein exponierter Astronaut – der allein durch radioaktive Prozesse Wärme verliert – viel schneller am Druck aufgrund von atmosphärischem Mangel sterben als durch Erfrieren.
Zusätzliche Ressourcen
Weitere Informationen zu Raumeigenschaften finden Sie unter „Astrophysik für Eilige (Öffnet in einem neuen Tab)Von Neil deGrasse Tyson undDie Ursprünge des Universums: der kosmische Mikrowellenhintergrund und die Suche nach der Quantengravitation (Öffnet in einem neuen Tab)Geschrieben von Keith Cooper.
Index
- Harvard Universität, „Der menschliche Körper im Weltraum: Fakten von Fiktionen unterscheiden (Öffnet in einem neuen Tab)‚, Juli 2013.
- NASASchwankungen im kosmischen Mikrowellenhintergrund (Öffnet in einem neuen Tab)“, abgerufen im Juli 2022.
- NASAkosmischer mikrowellenhintergrund (Öffnet in einem neuen Tab)Juli 2022.
- NASAEt Karina (Öffnet in einem neuen Tab)September 2020
- Paul SutterSie werden nicht im Weltraum erfrieren (Öffnet in einem neuen Tab)Forbes, April 2019.
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