Содержание
Какая температура в градусах в космосе: есть ли там воздух, с какой высоты начинается космическое пространство
Человечество относится к космосу, как к чему-то неизведанному и таинственному. Космическое пространство это пустота, существующая между небесными телами. Атмосферы твердых и газообразных небесных тел (звезды и планеты) не имеют фиксированного верхнего предела, но постепенно становятся тоньше по мере увеличения расстояния до небесного тела. На определенной высоте это называется началом пространства. Какая температура в космосе, и прочие сведения будут рассказаны в этой статье….
Содержание
Общее понятие
В космическом пространстве существует высокий вакуум с низкой плотностью частиц. Воздух в космосе отсутствует. Из чего состоит космос? Это не пустое пространство, оно содержит:
- газы,
- космическую пыль,
- элементарные частицы (нейтрино, космические лучи),
- электрические, магнитные и гравитационные поля,
- также электромагнитные волны (фотоны).
Абсолютный вакуум, или почти полный, делает пространство прозрачным, и позволяет наблюдать чрезвычайно удаленные объекты, такие как другие галактики. Но туман межзвездной материи также может серьезно затруднить представление о них.
Важно! Понятие пространства не следует отождествлять со Вселенной, которая включает в себя все космические объекты, даже звезды и планеты.
Поездки или перевозки в космическом пространстве или через него, называются космическими поездками.
Где начинается космос
Нельзя точно сказать с какой высоты начинается космическое пространство. Международная авиационная федерация определяет край пространства на высоте 100 км над уровнем моря, линия Кармана.
Нужно, чтобы летательный аппарат двигался с первой космической скоростью, тогда будет достигнута подъемная сила. ВВС США определили высоту в 50 миль (около 80 км), как начало пространства.
Обе высоты предложены в качестве пределов верхних слоёв атмосферы. На международном уровне определения края пространства не существует.
Линия Кармана Венеры расположена примерно в 250 км высоты, Марса около 80 километров. У небесных тел, которые не имеют, или почти не имеют никакой атмосферы, такие как Меркурий, Луна Земли или астероид, пространство начинается прямо на поверхности тела.
При повторном входе космического аппарата в атмосферу определяют высоту атмосферы для расчета траектории так, чтобы к точке повторного входа ее влияния было минимальным. Как правило, повторно начальный уровень, равен или выше, чем линия Карманы. НАСА использует значение 400000 футов (около 122 км).
Какое давление и температура в космосе
Абсолютный вакуум недостижим даже в космосе. Так как найдётся несколько атомов водорода на определённый объем. При этом, величины космического вакуума недостаточно, чтобы человек лопнул, как воздушный шарик, который перекачали. Не произойдет это той простой причине, что наше тело достаточно прочное, чтобы удержать свою форму, но это его всё равно не спасёт организм от смерти.
И дело тут не в прочности. И даже не в крови, хоть в ней есть примерно 50% воды, она находится в закрытой системе под давлением. Максимум – вскипит слюна, слёзы, и жидкости, что смачивают альвеолы в лёгких. Грубо говоря, человек погибнет от удушья. Даже на относительно малых высотах в атмосфере условия враждебны человеческому телу.
Ученый ведут спор: полный вакуум или нет в космосе, но все-таки склоняются ко мнению, полное значение недостижимо за счет молекул водорода.
Высота, в которой атмосферное давление соответствует давлению паров воды при температуре человеческого тела, называется линией Армстронга. Она расположена на высоте около 19.14 км. В 1966 году астронавт испытывал скафандр и был подвержен декомпрессии на высоте 36500 метров. За 14 секунд он отключился, но не взорвался, а выжил.
Максимальные и минимальные значения
Исходная температура в открытом космосе, установленная фоновым излучением Большого Взрыва, составляет 2.73 кельвина (К), что равно -270. 45 °C.
Это самая низкая температура в космосе. Само пространство не имеет температуры, а только материя, которая в нем находится, и действующая радиация. Если быть более точным, то абсолютный ноль это температура в -273.15 °C. Но в рамках такой науки как термодинамика, это невозможно.
Из-за радиации в космосе и держится температура в 2.7 К. Температура вакуума измеряется в единицах кинетической активности газа, как и на Земле. Излучение, заполняющее вакуум, имеет другую температуру, чем кинетическая температура газа, а это означает, что газ и излучение не находятся в термодинамическом равновесии.
Абсолютный ноль это и есть самая низкая температура в космосе.
Локально распределенная в пространстве материя может иметь очень высокие температуры. Земная атмосфера на большой высоте достигает температуры около 1400 К. Межгалактический плазменный газ с плотностью менее одного атома водорода на кубический метр может достигать температур нескольких миллионов К. Высокая температура в открытом космосе обусловлена скоростью частиц. Однако общий термометр будет показывать температуры вблизи абсолютного ноля, потому что плотность частиц слишком мала, чтобы обеспечить измеримую передачу тепла.
Вся наблюдаемая вселенная заполнена фотонами, которые были созданы во время Большого Взрыва. Он известен как космическое микроволновое фоновое излучение. Имеется большое количество нейтрино, называемое космическим нейтринным фоном. Текущая температура черного тела фонового излучения составляет около 3-4 К. Температура газа в космическом пространстве всегда является по меньшей мере температурой фонового излучения, но может быть намного выше. Например, корона Солнца имеет температуры, превышающие 1.2-2.6 миллионов К.
Человеческое тело
С температурой связано другое заблуждение, которое касается тела человека. Как известно, наше тело в среднем состоит на 70% из воды. Теплу, которое она выделяет в вакууме, некуда деться, соответственно, теплообмен в космосе не происходит и человек перегревается.
Но пока он успеет это сделать, то умрёт от декомпрессии. По этой причине, одной из проблем с которой сталкиваются космонавты – это жара. А обшивка корабля, который находится на орбите под открытым солнцем, может сильно нагреваться. Температура в космосе по Цельсию может составить 260 °C на металлической поверхности.
Твердые тела в околоземном или межпланетном пространстве испытывают большое излучающее тепло на стороне, обращенной к солнцу. На солнечной стороне или, когда тела находятся в тени Земли, они испытывают сильный холод, потому что выделяют свою тепловую энергию в космос.
Например, костюм космонавта, совершающего выход в пространство на Международной космической станции, будет иметь температуру около 100 °C на стороне, обращенной к солнцу.
На ночной стороне Земли солнечное излучение затеняется, а слабое инфракрасное излучение земли заставляет скафандр остыть. Его температура в космосе по Цельсию будет составлять примерно до -100 °C.
Теплообмен
Важно! Теплообмен в космосе возможен одним единственным видом – излучением.
Это хитрый процесс и его принцип используется для охлаждения поверхностей аппаратов. Поверхность поглощает лучистую энергию, что падает на неё, и в то же время излучает в пространство энергию, которая равна сумме поглощённой и подводимой изнутри.
Неизвестно точно сказать, каким может быть давление в космосе, но оно очень маленькое.
В большинстве галактик наблюдения показывают, что 90% массы находится в неизвестной форме, называемой тёмной материей, которая взаимодействует с другим веществом через гравитационные, но не электромагнитные силы.
Большая часть массовой энергии в наблюдаемой вселенной, является плохо понимаемой вакуумной энергией пространства, которую астрономы и называют тёмной энергией. Межгалактическое пространство занимает большую часть объема Вселенной, но даже галактики и звёздные системы почти полностью состоят из пустого пространства.
Исследования
Люди начали физическое исследование космоса в течение 20-го века с появлением высотных полетов на воздушном шаре, а затем пилотируемых ракетных запусков.
Земная орбита была впервые достигнута Юрием Гагариным из Советского Союза в 1961 году, а беспилотные космические аппараты с тех пор добрались до всех известных планет Солнечной системы.
Из-за высокой стоимости полёта в космос, пилотируемый космический полет был ограничен низкой земной орбитой и Луной.
Космическое пространство представляет собой сложную среду для изучения человека из-за двойной опасности: вакуума и излучения. Микрогравитация также отрицательно влияет на физиологию человека, которая вызывает, как атрофию мышц, так и потерю костной массы. В дополнение к этим проблемам здравоохранения и окружающей среды, экономическая стоимость помещения объектов, в том числе людей, в космос очень высока.
Насколько холодно в космосе? Может быть температура еще ниже?
Температуры в разных точках вселенной
Вывод
Поскольку свет имеет конечную скорость, ограничиваются размеры непосредственно наблюдаемой вселенной. Это оставляет открытым вопрос о том, является ли Вселенная конечной или бесконечной. Космос продолжает быть загадкой для человека, полной феноменов. На многие вопросы современная наука пока не может дать ответы. Но какая температура в космосе, уже удалось выяснить, а какое давление в пространстве со временем удастся измерять.
Какая температура в открытом космосе по Цельсию и Фаренгейту
Даже сегодня, в эпоху развитой науки и технологий, космос и Вселенная остаются одними из наименее изученных и исследованных пространств и понятий.
На многие вопросы, человек не может дать ответы в силу ограниченных данных о космосе. По одному из таких вопросов ведутся жаркие дискуссии и споры — о численном значении температуры в открытом космосе.
Физика не владеет такой величиной, как «холод». Это условное понятие можно охарактеризовать отсутствием, недостатком тепла и света, а также состоянием с более низкой температурой в сравнении с более высокой.
Чем меньше атомы взаимодействуют между собой, тем ниже температура объекта, состоящего из них, и меньше степень его нагревания.
Понятия «тепло» и «холод» — это субъективные ощущения каждого из нас. В сравнении с собственным восприятием каждый человек все, что находится рядом, будет идентифицировать как холодное или горячее.
Космос характеризуется наличием незначительной массы материи, то есть говорить о том, сколько составляет значение температуры в этом пространстве (аналог измерения показателей воздуха на Земле), не принято. Однако тела и объекты, которые пребывают здесь, отличаются своим определенным количеством тепла. На его величину оказывают влияние множество факторов и параметров.
Температурный минимум и максимум космоса
Минус 270,45 градусов – именно такую цифру называет большинство ведущих специалистов, исследующих космическое пространство. Самым высоким пределом считается величина показателя в ядрах звездных тел, которая может достигать миллионов и миллиардов кельвин.
Измерение величины и абсолютный нуль
Для фиксации температуры используются специальные приборы – термометры, имеющие шкалу с делениями. Единицы измерения – градусы Цельсия, также известна система Габриеля Даниэля Фаренгейта.
Агрегатное состояние вещества (твердое, жидкое или газообразное) и его свойства зависят от температуры. Каждое из них характеризуется взаимодействием частиц в нем. Ранее учеными была выдвинута теория, согласно которой существует некий предел показателя. При его достижении все тепловые перемещения в веществе должны остановиться.
Это значение называется абсолютным нулем и согласно термодинамической шкале Кельвина обозначается, как 0 К. Цена деления такой системы измерения определяется в градусах Цельсия, то есть 0 К = — 273,15 градуса Цельсия (-459,67 по Фаренгейту).
Ниже этой цифры опуститься невозможно!
Значение в различных точках.
Температура любого объекта в открытом космосе формируется на основе баланса притока энергии тепла на него (например, Солнца) и ее оттока из него за счет излучения.
При освещении Солнцем молекулы ускоряют движение, при нахождении вещества в тени их скорость снижается. Поэтому однозначно ответить нельзя, какой будет эта величина, так как необходимы замеры в каждом отдельном случае.
МКС
Земля движется вокруг Солнца по определенному маршруту – орбите, расстояние между планетами составляет 149,6 млн. км.
Международная космическая станция (МКС) на высоте свыше 415 км совершает вокруг Земли один оборот за 90 минут. Практически половину этого времени, следуя по орбите, пилотируемая платформа находится в тени Земли.
Согласно полученным данным, температура в космосе на неизолированных металлах МКС без нанесенного защитного покрытия, при нагревании Солнцем может составлять около + 260 градусов Цельсия.
Минимальное значение показателя за бортом МКС может достигаться в зависимости от того, в какой точке своей траектории полета она находится. В затемненных участках значение равняется минус 100 градусам.
Реликтовое излучение
Космос считается вакуумом только в теории, его безвоздушное пространство наполнено межзвездным веществом (молекулы водорода), небольшой долей кислорода, космическими лучами и электромагнитным излучением. Теоретически реликтовое излучение, которое приходит на Землю с разных сторон, характеризуется спектром как у абсолютно черного тела с температурой 2,725 кельвина, что соответствует — 270,425 градуса по Цельсию.
Объект в точке «Х»
Принято считать, что значение температуры определенного тела в космосе, напрямую зависит от его местоположения в пространстве.
При близком нахождении к звездам объект нагревается, при перемещении в теневую часть траектории – быстро охлаждается, стремясь к абсолютному нулю 0 К либо минус 273,15 градуса по Цельсию (минус 459 по Фаренгейту).
Человек за бортом в открытом космосе
Скафандры и элементы защиты изготавливаются из технологичных материалов, оснащены системами нагрева и охлаждения, способны обеспечить пребывание космонавта в открытом космосе почти 10 часов.
Они должны выдерживать испытания в пределах от – 100 до +150 градусов по Цельсию. Эти цифры не случайны – считается, что это граничные пределы, до которых может остыть или разогреться организм человека в подобных условиях.
Объекты Вселенной
Туманность Бумеранг, которая находится в созвездии Центавра, в 2003 году была названа самым холодным местом Вселенной. Быстродвижущийся поток газа, из которого состоит этот астрономический объект, имеет температуру 1 К или минус 272 градуса Цельсия, что даже ниже показателя реликтового излучения.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.
Какая температура в космосе на орбите по Цельсию и Фаренгейту за бортом МКС
Категория: Справочные статьи
Температура окружающей среды в любой точке открытого космоса зависит от множества факторов. Проще отследить изменения температуры по мере удаления от земной поверхности. Происходит это при смене этапов газовой оболочки Земли.
Строение атмосферы Земли и изменение температурного режима
Говоря о температуре на орбите земли, отметим, что ее окружает атмосфера, состоящая из нескольких отличных по составу слоев:
- Нижний слой – тропосфера (примерно до 10 км над Землей), в которой t постепенно снижается — примерно на 0,65º каждые 100 м.
- Следующий слой – промежуточный, в котором t остается примерно на одном уровне, перестает снижаться.
- Стратосфера располагается на расстоянии 11-50 км от земной поверхности. На расстоянии 11-25 от Земли км воздух остывает до –56,5ºС, а затем, за пределами 25 км, начинает нагреваться, и достигает примерно 0ºС. В слое от 40 до 55 км температурный режим не меняется – этакий промежуточный слой.
- В мезосфере, простирающейся от 50 до 80-90 км от Земли, t начинает понижаться – на 0,25-0,5º на 100 м.
- Примерно на линии 100 км от Земли находится Линия Кармана, условно ее принято считать переходом от атмосферы к космосу. Температура – примерно –90ºС.
- Термосфера простирается до 800 км над Землей. До высоты в 200-300 км температура в открытом космосе по Цельсию растет и достигает 1230º.
- Далее простирается экзосфера, характеризующаяся сильной разреженностью газа – так называемая сфера рассеяния.
Какая температура в открытом космосе
А какая температура в космосе (по Цельсию) за границами атмосферы Земли? Там, где космический вакуум?
Чтобы понять суть происходящих процессов – повышения или понижения температуры в отдельных точках космоса, следует обратиться к вопросу о строении. Любая материя – это скопление элементарных частиц (электронов, фотонов протонов, прочих), которые в определенных комбинациях образуют атомы и молекулы. Все микрочастицы находятся в постоянном движении. И, если сказать просто, тепло – это энергия, выделяемая при движении. Чем интенсивнее движение микрочастиц, тем выше температура тела, состоящего из них.
А космический вакуум – это, конечно, пустое пространство, но все-таки кое-какие частицы там все же передвигаются (к примеру, фотоны, несущие свет). Безусловно, плотность микрочастиц в вакууме неизмеримо ниже, чем на Земле, но движение все-таки есть. Кроме того, что космические тела испускают фотоны, несущие тепло, в космосе присутствует реликтовое излучение (образованное на ранних этапах существования Вселенной). На то, какая температура в открытом космосе, влияют планеты и их спутники, метеориты и кометы, астероиды и туманности, космическая пыль и мусор. Все эти факторы вносят свои коррективы в общую обстановку.
Вследствие чего, температура в космосе по факту не равна абсолютному нулю – предельно низкой температуре (–273º по Цельсию, 0º по Кельвину), а в среднем на 2,7º выше. Поэтому на вопрос – сколько градусов в космосе – ответ таков: по Цельсию – минус 270,425º, по Кельвину – плюс 2,725º, по Фаренгейту – минус 454,8º.
Самая низкая температура в космосе зафиксирована учеными в туманности, названной «Бумеранг». Ее обнаружил в 1998 телескоп Хаббл. Наблюдать эту туманность удается в созвездии Центавра. Туманность образовалась в результате уникального явления – звездного ветра. Это значит, что поток материи таким ветром был очень быстро вынесен с центральной звезды во Вселенную, где под влиянием резкого расширения охладился. Ученые смогли просчитать – сколько градусов в космосе по Цельсию в районе туманности Бумеранг, оказалось – минус 272º. Это зафиксированный факт – самое холодное место в космосе.
Так как Вселенная не отличается однородностью, то температурные показатели в разных ее точках несколько отличаются. В большей части пространства температура космоса по Цельсию колеблется в пределах минус 270,45º, а в облаках пыли и газа – на 10-20 градусов выше – из-за повышенной концентрации материи. А вот вблизи звезд и планет тепла намного больше.
Температура в космосе на орбите Земли
А какая температура в космосе за бортом МКС? Ведь и сама станция, и космонавты, выходящие в открытый космос, находятся на околоземной орбите и подвергаются или жуткому холоду, стремящемуся к нулю, или попадают под прямые солнечные лучи. Первый человек, вышедший в космос – советский космонавт Алексей Леонов, имел возможность первым убедиться в этом на собственном опыте. Поверхность скафандра, попадающая под солнечные лучи, разогревалась до плюс 150ºС, а на теневой стороне остывала до минус 140ºС. Такая вот температура в космосе около МКС.
Высота орбиты МКС – порядка 400 км. На корпусе космического аппарата располагаются разные устройства и приборы, приспособленные к работе в условиях открытого космоса. Кроме температуры извне на них действуют и другие источники тепла — например, поток лучей от солнечных батарей, от корпуса самой станции. Кроме того, сам аппарат выделяет при работе тепловую энергию разного назначения и класса. Даже космонавт, находящийся на борту, излучает тепловую энергию. А так как космическое пространство одновременно может проявлять и холод, и жару, то специалисты, отвечающие за терморегуляцию МКС, вынуждены учитывать огромное количество влияющих факторов, причем с противоположными задачами – оградить станцию от перегрева от солнечных лучей и переохлаждения от космического холода.
Защита от холода и жары в космосе
Защищая космические аппараты от жутких перепадов температур, ученые и конструкторы используют различные способы. Чаще всего «укутывают» объект, как в одеяло, в многослойную экранно-вакуумную изоляцию ЭВТИ, которую называют «золотой фольгой». А по факту это – специальная высококачественная полимерная пленка.
Некоторые части поверхностей космических аппаратов специально оставляют открытыми – чтобы они могли поглощать солнечные лучи, или наоборот – выводили в пространство тепло, вырабатываемое изнутри. Тогда эти части покрывают или черной эмалью (для поглощения лучей), или белой эмалью (для отражения лучей).
В некоторых случаях требуется, чтобы солнечные лучи не могли прогревать какую-то поверхность совсем (обсерватории), тогда эти участки скрывают радиационным экраном.
В космических аппаратах, учитывая все нюансы, предотвращающие перегрев и переохлаждение, создают специальную полномасштабную систему СОТР. Она содержит нагреватели и холодильники. Обязательно включает тепловоды и радиаторы. Также тут присутствуют специальные датчики и множество другой аппаратуры. Ведь тепловой режим может оказаться одним из самых важных факторов системы выживания. Так, недостаточно защищенный «Луноход-2» в свое время был безвозвратно испорчен оказавшейся на его крыше горстью черного реголита, из-за которого переставшая отражать солнечные лучи теплоизоляция привела аппарат к перегреву и, как итог – к выходу из строя.
Температура на планетах Солнечной системы
Температура в космосе на орбите возле планет Солнечной системы в большей степени зависит от удаления от Солнца и наличия (или отсутствия) атмосферы. Ясно, что чем ближе светило, тем температурная отметка выше. А если имеется атмосфера – она в состоянии удержать часть поступающего тепла – подобно парнику. Так на Венере, больше удаленной от Солнца, чем Меркурий, климат все-таки жарче – благодаря имеющейся атмосфере температура на ее поверхности в среднем — 477ºС, в то время, как на Меркурии — 349,9 °C днем и минус 170,2 °C ночью. На Марсе температурный режим варьируется от 35ºС до минус 143 ºС. На Юпитере еще холоднее – до минус 153 °C. Но на Уране, имеющем атмосферный слой, это не имеет большого значения – уж очень большое расстояние до согревающей звезды, и на поверхности – всего минус 224°C. А на Плутоне всего на 23 градуса выше, чем абсолютный нуль – минус 240°C.
АстроБоб: Насколько холодно в открытом космосе? — Duluth News Tribune
Нас ждут похолодания здесь, в северной Миннесоте. В ближайшие дни и ночи прогнозируются порывистый ветер и температура в двузначных числах ниже нуля. Такой холод может быть опасен, поэтому многие планируют оставаться дома. Для тех, кто направляется на улицу — включая нас, наблюдателей за небом — прикройтесь и продолжайте двигаться.
Станция Восток в Антарктиде кажется подходящим местом для рекордно низкой температуры Земли. С тех пор спутники иногда регистрировали более низкие температуры вдоль антарктических горных хребтов, но температура Востока остается самым низким прямым измерением. (НАСА)
Холод относителен, конечно. Здесь, в Дулуте, в феврале средний дневной минимум составляет 9° (-13° C). В Фэрбенксе на Аляске -8° (-22° C), а в Якутске, Россия, который считается самым холодным крупным городом на Земле, средняя максимальная температура в течение самого короткого месяца составляет -20° (-29° C), а минимальная температура составляет около -38° (-39°С). Черт возьми, это достаточно холодно, чтобы заморозить ртуть!
Хотя эти цифры могут вызвать у вас дрожь, самая низкая температура, непосредственно зарегистрированная на Земле, составляет -128,6 ° F (-89,2 ° C) в Советском Союзе.
Станция Восток
в Антарктиде 21 июля 1983. Поскольку углекислый газ замерзает при температуре -109°, я задался вопросом, мог ли он выпасть в виде снега или сконденсироваться в иней в тот июльский день. Оказывается, в атмосфере так мало CO 2 , что при земном давлении воздуха он остается газом намного ниже точки замерзания. Штопать!
РЕКЛАМА
Осенью и зимой вода и углекислый газ выпадают и конденсируются в виде хлопьев и льда в марсианских полярных регионах. Это северная полярная шапка, покрытая слоем сухого льда с водяным льдом под ним. (NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems)
Это не так на Марсе, где углекислый газ обычно конденсируется в виде инея или выпадает из облаков, окутывающих полярные регионы в зимние месяцы. Красная планета не только намного холоднее Земли с зимними полярными температурами около -220 ° F / -140 ° C, но и ее тонкая атмосфера оказывает очень небольшое давление.
В дополнение к тому, что может произойти в экстремальных условиях, в 1959 году игра в шахматы между двумя учеными на Востоке обернулась смертельным исходом, когда проигравший схватил ледоруб и
убит
его противник. В ответ российское правительство запретило шахматы на всех российских антарктических научно-исследовательских станциях.
Марс становится холоднее Земли по нескольким причинам. Он находится дальше от Солнца и имеет чрезвычайно тонкую, сухую атмосферу, всего на 1 процент толще земной. Воздух немного прогревается днем, но быстро теряет тепло ночью. На планете также отсутствуют большие водоемы, которые помогли бы сохранить тепло солнечного тепла. Земля имеет все вышеперечисленное в изобилии.
В течение дня часть солнечной энергии отражается от Земли обратно в космос, но большая ее часть проникает в атмосферу и нагревает планету. Ночью большая часть энергии уходит обратно в космос, но часть задерживается в атмосфере парниковыми газами и еще больше нагревает Землю. (НАСА)
Благодаря углекислому газу, метану и водяному пару, которые поглощают и удерживают солнечное тепло, средняя глобальная температура на нашей родной планете составляет 60° F (16° C). Без этих газов она упала бы до 0° F (-18° C). За возможным исключением шоколада, мы все знаем, что слишком много хорошего может иногда стать плохим. Повышение уровня CO 2 , выбрасываемого в атмосферу после промышленной революции, привело к глобальному потеплению и его последствиям.
РЕКЛАМА
Космос — это совсем другое место. Населенный скудными атомами, это по существу вакуум. Без воздуха, распределяющего тепло и выравнивающего температуру, космос становится и Долиной Смерти, и Антарктикой одновременно.
Члены экипажа МКС наблюдают за грузовым кораблем SpaceX Dragon из купола станции. (НАСА)
Возьмем, к примеру, Международную космическую станцию (МКС). Он вращается на высоте 250 миль (402 км) над Землей в космическом пространстве. Инфракрасный свет (тепловая энергия) солнца нагревает обращенную к солнцу сторону МКС до 250° F (121° C), что горячее бушующего кипения. В то же время температура на затененной стороне падает до -250° F (-157° C), разница составляет 500° F. Чтобы астронавтам было комфортно, на МКС используется
система терморегулирования
и многослойная изоляция Mylar-Dacron.
Поскольку космос настолько пуст, он не проводит тепло, как воздух или земля на Земле. Вместо этого в нем преобладает излучение . Вещи нагреваются, когда поглощают солнечное излучение (солнечный свет), а затем повторно излучают тепло обратно в космос. Земные парниковые газы улавливают часть этого тепла, чтобы нам было комфортно, но в случае Меркурия, у которого нет атмосферы, температура на поверхности взлетает до 800° (430° C) в течение дня и достигает минимальной отметки в -290° F (- 180°С) ночью.
Мы говорили о космическом пространстве рядом с такой звездой, как Солнце, но насколько холодно в темном уголке Вселенной, далеком от поджаренных звезд? Строго говоря, у пространства нет температуры, так как у него нет массы. Температура — это мера того, насколько теплым или холодным является объект, такой как атмосфера, эскимо или человек.
Хотя и не так холодно, как в открытом космосе, иногда кажется, что так бывает при наблюдении зимой. (Боб Кинг)
РЕКЛАМА
Но ради смеха давайте возьмем термометр в нашу беззвездную пустоту и проверим показания. Он быстро упадет ниже нуля и будет продолжать расти, пока не достигнет -454,67 ° F (-270,43 ° C). Хотя это чертовски холодно, это не
полный ноль
, максимально низкая температура. Чтобы достичь этого ошеломляющего числа, нам нужно продолжать двигаться к -459.0,67° (-273,15°С). Между прочим, ощущение, которое мы называем теплом, создается извивающимися молекулами. Если вы перегреете еду в микроволновой печи, молекулы воды в вашей еде будут трястись с такой яростью, что обожгут ваш язык! При абсолютном нуле атомы практически неподвижны.
Обратите внимание, что самый холодный участок нашего космического пространства на 4,9° (2,7° C) теплее, чем абсолютный ноль. Источник этого тепла возвращает нас к
Большой взрыв
13,8 миллиарда лет назад, когда Вселенная зародилась как микроскопическая «сингулярность» с температурой к северу от 1000 триллионов градусов. По мере расширения и охлаждения огненного шара могли образоваться первые субатомные частицы. Когда они собрались в первые нейтральные атомы — поворотное событие, которое произошло примерно через 380 000 лет после Большого взрыва — лучистая энергия (свет), заключенная в расширяющейся Вселенной, вырвалась на свободу и растеклась по всему пространству.
В то время этот свет был ГОРЯЧИМ (около 5000° F) и ярким, но расширяющаяся Вселенная растянула свои волны, постепенно охлаждая свет до его нынешней температуры всего 4,9° F (2,7° C) выше абсолютного нуля. Астрономы называют вездесущее остаточное излучение
Космический микроволновый фон
(СМБ).
На этой карте всего неба показаны крошечные колебания температуры космического микроволнового фона, снятого космическим зондом Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP). (НАСА)
Мы не можем видеть реликтовое излучение, потому что, как следует из названия, оно светится в микроволновом диапазоне спектра. Но мы подтвердили, что он есть, и понизили температуру до пяти знаков после запятой. Невероятно, но физики и астрономы предсказали его существование и температуру еще до того, как это остаточное свечение Большого взрыва было обнаружено.
обнаружен в 1964 г.
. Его обнаружение помогло подтвердить происхождение Вселенной в невероятно горячем уникальном событии, произошедшем миллиарды лет назад.
Весь холод в конечном итоге происходит из космоса. Солнце делает нашу планету пригодной для жизни. Удалите его, и в течение недели средняя глобальная температура поверхности упадет до 0° F (-18° C). Через год она упадет до -100° (-73°C). Спустя много времени после этого она упадет до -400° F (-240°), температуры, при которой тепло, излучаемое ядром Земли, будет находиться в равновесии с теплом, уходящим в космос.
Всем тепла!
«Астро» Боб Кинг — внештатный автор Duluth News Tribune. Подробнее о его работах читайте на
duluthnewstribune.com/astrobob
.
Самое холодное место во Вселенной | Наука
Блестящая идея: Вольфганг Кеттерле (в своей лаборатории Массачусетского технологического института) надеется открыть новые формы материи, изучая ультрахолодные атомы.
Ричард Ховард
Где находится самое холодное место во Вселенной? Только не на Луне, где температура опускается всего до минус 378 градусов по Фаренгейту. Даже в самом глубоком космосе, фоновая температура которого оценивается примерно в минус 455°F. Насколько могут судить ученые, самые низкие из когда-либо достигнутых температур наблюдались совсем недавно именно здесь, на Земле.
Рекордно низкие температуры были одним из последних достижений ультрахолодной физики, лабораторного исследования материи при температурах настолько умопомрачительно низких, что атомы и даже свет ведут себя весьма необычным образом. Электрическое сопротивление в некоторых элементах исчезает ниже примерно минус 440°F, явление, называемое сверхпроводимостью. При еще более низких температурах некоторые сжиженные газы становятся «сверхтекучими», способными просачиваться сквозь стенки, достаточно твердые, чтобы удерживать любую другую жидкость; они даже, кажется, бросают вызов гравитации, когда они ползут вверх, над своими контейнерами и из них.
Физики признают, что они никогда не смогут достичь самой низкой мыслимой температуры, известной как абсолютный ноль и давно рассчитанной как минус 459,67°F. Для физиков температура — это мера скорости движения атомов, отражение их энергии, а абсолютный ноль — это точка, в которой абсолютно не остается тепловой энергии, которую можно было бы извлечь из вещества.
Но несколько физиков намерены максимально приблизиться к этому теоретическому пределу, и именно для того, чтобы получить лучшее представление об этом самом редком соревновании, я посетил лабораторию Вольфганга Кеттерле в Массачусетском технологическом институте в Кембридже. В настоящее время он является рекордсменом — по крайней мере, согласно Мировые рекорды Гиннеса 2008 — самая низкая температура: 810 триллионных долей градуса по Фаренгейту выше абсолютного нуля. Кеттерле и его коллеги совершили этот подвиг в 2003 году, работая с облаком молекул натрия диаметром около тысячной дюйма, захваченных магнитами.
Я прошу Кеттерле показать мне место, где был установлен рекорд. Мы надеваем очки, чтобы защитить себя от ослепления инфракрасным излучением лазерных лучей, которые используются для замедления и тем самым охлаждения быстро движущихся атомных частиц. Мы пересекаем холл из его солнечного кабинета в темную комнату с нагромождением связанных между собой проводов, маленьких зеркал, вакуумных ламп, лазерных источников и мощного компьютерного оборудования. «Прямо здесь», — говорит он, его голос становится громче от волнения, когда он указывает на черный ящик, к которому ведет обернутая алюминиевой фольгой трубка. «Здесь мы сделали самую низкую температуру».
Достижение Кеттерле стало результатом его поисков совершенно новой формы материи, называемой конденсатом Бозе-Эйнштейна (БЭК). Конденсаты не являются стандартными газами, жидкостями или даже твердыми телами. Они образуются, когда облако атомов — иногда миллионы и более — входят в одно и то же квантовое состояние и ведут себя как единое целое. Альберт Эйнштейн и индийский физик Сатьендра Бозе в 1925 году предсказали, что ученые смогут создать такую материю, подвергая атомы воздействию температур, приближающихся к абсолютному нулю. Семьдесят лет спустя Кеттерле, работавший в Массачусетском технологическом институте, и почти одновременно Карл Виман, работавший в Колорадском университете в Боулдере, и Эрик Корнелл из Национального института стандартов и технологий в Боулдере создали первые конденсаты Бозе-Эйнштейна. Все трое сразу же получили Нобелевскую премию. Команда Кеттерле использует БЭК для изучения основных свойств материи, таких как сжимаемость, и лучшего понимания странных низкотемпературных явлений, таких как сверхтекучесть. В конечном счете, Кеттерле, как и многие физики, надеется открыть новые формы материи, которые могли бы действовать как сверхпроводники при комнатной температуре, что произвело бы революцию в том, как люди используют энергию. Для большинства лауреатов Нобелевской премии эта награда завершает долгую карьеру. Но для Кеттерле, которому было 44 года, когда он получил свою награду, создание BEC открыло новую область, которую он и его коллеги будут исследовать десятилетиями.
Еще один претендент на самое холодное место находится в Кембридже, в лаборатории Лене Вестергаард Хау в Гарварде. Ее личный рекорд составляет несколько миллионных долей градуса Фаренгейта выше абсолютного нуля, что близко к показателю Кеттерле, которого она тоже достигла, создавая БЭК. «Теперь мы делаем BEC каждый день», — говорит она, когда мы спускаемся по лестнице в лабораторию, битком набитую оборудованием. Платформа размером с бильярдный стол в центре комнаты выглядит как лабиринт, построенный из крошечных овальных зеркал и лазерных лучей толщиной с карандаш. Используя BEC, Хау и ее коллеги сделали то, что может показаться невозможным: они замедлили свет практически до полной остановки.
Скорость света, как мы все слышали, постоянна: 186 171 миля в секунду в вакууме. Но в реальном мире, вне вакуума, все иначе; например, свет не только изгибается, но и немного замедляется, когда проходит через стекло или воду. Тем не менее, это ничто по сравнению с тем, что происходит, когда Хау направляет лазерный луч света на BEC: это все равно, что бросать бейсбольный мяч в подушку. «Во-первых, мы снизили скорость до скорости велосипеда, — говорит Хау. «Теперь он ползет, и мы действительно можем его остановить — держим свет полностью внутри BEC, смотрим на него, играем с ним, а затем отпускаем, когда будем готовы».
Она может управлять светом таким образом, потому что плотность и температура БЭК замедляют световые импульсы. (Недавно она продвинулась в экспериментах на шаг вперед, остановив импульс в одном БЭК, преобразовав его в электрическую энергию, передав его другому БЭК, затем выпустив его и снова отправив в путь. ) Хау использует БЭК, чтобы больше узнать о природе. света и как использовать «медленный свет», то есть свет, заключенный в BEC, для повышения скорости обработки компьютеров и предоставления новых способов хранения информации.
Не все исследования ультрахолода проводятся с использованием БЭК. В Финляндии, например, физик Юха Туориниеми магнитно манипулирует ядрами атомов родия, чтобы достичь температуры в 180 триллионных долей градуса по Фаренгейту выше абсолютного нуля. (Несмотря на рекорд Гиннеса, многие эксперты считают, что Туориниеми достиг даже более низких температур, чем Кеттерле, но это зависит от того, измеряете ли вы группу атомов, например, БЭК, или только части атомов, например ядра.)
Может показаться, что стоит попытаться достичь абсолютного нуля, но Кеттерле говорит, что знает лучше. «Мы не пытаемся, — говорит он. «Там, где мы находимся, достаточно холодно для наших экспериментов». Это просто не стоит усилий, не говоря уже о том, что, согласно физикам, понимающим теплоту и законы термодинамики, это невозможно. «Чтобы высосать всю энергию, каждую ее частичку, и достичь нулевой энергии и абсолютного нуля — для этого потребуется возраст Вселенной».
Том Шахтман — автор книги «Абсолютный ноль и покорение холода », которая легла в основу будущего документального фильма PBS «Nova».
Рекомендуемые видео
Насколько холодно в космосе
В космосе очень, очень холодно. Базовая температура космического пространства составляет 2,7 кельвина (открывается в новой вкладке) — минус 454,81 градуса по Фаренгейту или минус 270,45 градуса по Цельсию — это означает, что она чуть выше абсолютного нуля, точки, в которой останавливается молекулярное движение. 16 апреля 2022 г.
Насколько холодно космическое пространство около Земли?
Средняя температура космического пространства вблизи Земли составляет 283,32 кельвина (10,17 градуса Цельсия или 50,3 градуса по Фаренгейту). В пустом межзвездном пространстве температура составляет всего 3 градуса по Кельвину, немногим выше абсолютного нуля, что является самым холодным из возможных.
Насколько холоден космос прямо над Землей?
Если атомы полностью останавливаются, они достигают абсолютного нуля. Космос чуть выше этого, при средней температуре 2,7 Кельвина (около минус 455 градусов по Фаренгейту) .
Насколько жарко в космосе?
Базовая температура космического пространства, установленная фоновым излучением Большого взрыва, составляет 2,7 кельвина (-270 ° C; -455 ° F) .
Действительно ли в космосе холодно?
Острое воздействие космического вакуума: Нет, вы не замерзнете (или не взорветесь) Одно из распространенных заблуждений состоит в том, что космическое пространство холодно, но на самом деле в самом космосе нет температуры .
Как быстро вы бы замерзли в космосе?
Через 90 секунд после воздействия вы умрете от удушья. В космосе тоже очень холодно. В конце концов вы замерзнете. В зависимости от того, где вы находитесь в космосе, это займет 12-26 часов , но если вы находитесь близко к звезде, вместо этого вы сгорите дотла.
Чем пахнет космос?
душистый сварочный дым», «горящий металл», «отчетливый запах озона, едкий запах», «грецкие орехи и тормозные колодки», «порох» и даже «горелое миндальное печенье» . Некоторые астронавты сравнивали космические запахи с грецкими орехами.
Будет ли телефон работать в космосе?
Во-первых, давайте уберем очевидное: нет, смартфон не может совершать или принимать звонки в космосе , так как он зависит от наземных антенн.
Замерзает ли вода в космосе?
Замерзает или кипит? Удивительный ответ: он делает и то, и другое: сначала закипает, а потом замерзает ! Мы знаем это, потому что именно это случалось, когда астронавты чувствовали зов природы в космосе.
Почему ты не видишь солнце в космосе?
Поскольку космос представляет собой почти идеальный вакуум, то есть в нем чрезвычайно мало частиц, в пространстве между звездами и планетами практически нет ничего, что могло бы рассеивать свет для наших глаз .
Сколько длится 1 час в космосе?
Один час на Земле равен 0,0026 секунды в космосе.
Таким образом, при подсчете получается, что один час на Земле эквивалентен семи годам в космосе. Специальная теория относительности Эйнштейна служит объяснением этого расчета.
Как долго вы сможете прожить в космосе?
Примерно через одну минуту циркуляция эффективно останавливается. Недостаток кислорода в мозге приводит к потере сознания в менее чем за 15 секунд , в конечном итоге убивая вас.
Какое самое холодное место во Вселенной?
- При температуре -459,67 градусов по Фаренгейту (-273,15 градусов по Цельсию) туманность Бумеранг является самым холодным местом во Вселенной (Изображение предоставлено ESA/NASA)
- Туманность получила свое название благодаря своей форме. …
- Большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка Атакамы (ALMA) подтвердила температуру самого холодного места во Вселенной. (
29 окт. 2021 г.
Ваша кровь закипит в космосе?
В космосе нет давления. Таким образом, точка кипения может легко упасть до температуры вашего тела. Это означает, что у вас выкипит слюна с языка и жидкости в вашей крови начнут кипеть . Вся эта кипящая кровь с пузырями может блокировать приток крови к жизненно важным органам.
Есть ли в космосе человеческие тела?
Человеческие останки обычно не разбрасывают в космосе , чтобы не способствовать образованию космического мусора. Останки запечатаны до тех пор, пока космический корабль не сгорит при входе в атмосферу Земли или пока они не достигнут своих внеземных пунктов назначения.
Насколько темно в космосе?
Насколько темным становится космос? Если отойти от городских огней и посмотреть вверх, то небо между звездами действительно кажется очень темным. Над земной атмосферой космическое пространство тускнеет еще больше, исчезая до чернильно-черного. И все же даже там, пространство не абсолютно черное .
Сколько тел потеряно в космосе?
В общей сложности 18 человек погибли либо в космосе, либо при подготовке к космическому полету в результате четырех отдельных инцидентов. Учитывая риски, связанные с космическим полетом, это число на удивление… низкое. Две самые страшные катастрофы были связаны с космическим челноком НАСА.
Вы бы замерзли или задохнулись в космосе первыми?
Этого не произойдет . Хотя в космосе обычно очень холодно — температура поверхности большинства плавучих объектов составляет -454,8 градуса по Фаренгейту, — человек не замерзнет мгновенно, потому что тепло не передается от тела очень быстро.
Что будет, если снять шлем в космосе?
Вопреки популярной научной фантастике, вы не замерзнете мгновенно и ваши глазные яблоки не взорвутся, но вы ощутите выкипание слюны на языке, а также свой пот . В целом вы почувствуете какое-то шипение — почти как от газировки.
Вы стареете в космосе?
В космосе люди обычно испытывают стрессовые факторы окружающей среды, такие как микрогравитация, космическая радиация и социальная изоляция, которые может повлиять на старение . Исследования длительных космических путешествий часто измеряют биомаркеры старения, такие как длина теломер и частота сердечных сокращений, а не эпигенетическое старение.
Есть ли у пространства конец?
Теперь ученые считают маловероятным, что у Вселенной есть конец — область, где галактики останавливаются или где может быть какой-то барьер, обозначающий конец пространства.
Сколько платят космонавтам?
Уровень заработной платы для кандидатов в гражданские космонавты устанавливается шкалой заработной платы федерального правительства и варьируется в зависимости от академических достижений и опыта. По данным НАСА, зарплата гражданских астронавтов варьируется от От 104 898 до 161 141 долл. США в год . Вот некоторые из преимуществ, предлагаемых гражданским космонавтам: Здравоохранение.
Могут ли астронавты смотреть Netflix в космосе?
Да, они могут и смотрят сериалы на МКС .
В космосе есть WIFI?
Wi-Fi появился в космосе, когда Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) установило первые точки доступа (AP) на Международной космической станции (Космической станции) в 2008 году .
Есть ли интернет в космосе?
Это один маленький щелчок для космонавтов, но огромный скачок для Интернета. Астронавты на Международной космической станции наконец-то получили подключение к Интернету в реальном времени и в пятницу сделали свой первый прямой пост в Твиттере, чтобы доказать это.
Что будет, если открыть банку с воздухом в космосе?
3 ответа. Показать активность в этом посте. При открытии бутылки в космосе весь воздух, который был в ней изначально, вытечет из-за разницы давлений . Внутри бутылки тогда станет примерно вакуум, поэтому, когда вы откроете ее на Земле, в нее снова будет поступать воздух.
Что будет, если пролить воду в космосе?
Вода, вылитая в космос (вне космического корабля), быстро испарится или выкипит . В космосе, где нет воздуха, нет и давления воздуха. Когда атмосферное давление падает, температура, необходимая для кипячения воды, становится ниже.
Почему в космосе нет звука?
На Земле звук доходит до ваших ушей за счет вибрации молекул воздуха. В глубоком космосе, в больших пустых пространствах между звездами и планетами нет молекул, которые могли бы вибрировать . Там нет звука.
В космосе кромешная тьма?
Когда они покинули атмосферу Земли, их встретила чернильная тьма космоса. Или были? Согласно новому исследованию, которое должно быть опубликовано в The Astrophysical Journal, ученые определили, что космическое пространство вовсе не абсолютно черное — оно на самом деле заполнено светом .
Почему в космосе полная тишина?
Звук вообще не распространяется в пространстве. Вакуум космического пространства практически не содержит воздуха . Поскольку звук — это просто вибрирующий воздух, в пространстве нет воздуха, который мог бы вибрировать, и, следовательно, нет звука. Если вы сидите в космическом корабле, а другой космический корабль взрывается, вы ничего не услышите.
Насколько велика Вселенная?
Хотя пространственный размер всей Вселенной неизвестен, можно измерить размер наблюдаемой Вселенной, который составляет приблизительно 93 миллиарда световых лет в диаметре в настоящее время.
Сколько времени занимает полет на Луну?
требуется около 3 дней, чтобы космический корабль достиг Луны. За это время космический корабль проходит не менее 240 000 миль (386 400 километров), что соответствует расстоянию между Землей и Луной. Конкретное расстояние зависит от конкретного выбранного пути.
Есть ли у времени начало?
Время начинается, когда оно начинает отсчитывать , то есть когда физические процессы происходят на фоне классического пространства-времени. Все, что было раньше, было стерто из космической памяти.
На какой планете мы могли бы жить?
Затем, всего в прошлом году, ученые обнаружили еще одну планету, похожую на Землю, которая вращается вокруг одной из ближайших к нам звезд, Проксима Центавра . В настоящее время эта планета — лучший из имеющихся у нас кандидатов на поддержку человеческой жизни.
Кто-нибудь из людей был в космосе?
Единственными известными людьми, умершими от воздействия вакуума в космосе, являются три члена экипажа космического корабля «Союз-11»; Владислав Волков, Георгий Добровольский и Виктор Пацаев .
Что самое горячее во вселенной?
Самая горячая вещь во Вселенной: Supernova
Температура в ядре во время взрыва достигает 100 миллиардов градусов Цельсия, что в 6000 раз превышает температуру ядра Солнца.
Какое самое жаркое место в космосе?
Мертвая звезда в центре туманности Красный Паук имеет температуру поверхности 250 000 градусов по Фаренгейту, что в 25 раз превышает температуру поверхности Солнца. Этот белый карлик действительно может быть самым горячим объектом во Вселенной.
Насколько холодна луна?
Измерение температуры Луны
Дневная температура вблизи лунного экватора достигает кипящих 250 градусов по Фаренгейту (120° C, 400 K), а ночная температура достигает холода -208 градусов по Фаренгейту (-130° C, 140 K) . Полюса Луны еще холоднее.
Что будет, если истечь кровью в космосе?
В космосе кровь может разбрызгиваться даже сильнее, чем обычно на Земле, не сдерживаемая гравитацией .