Самая низкая температура в космосе: Температура Вселенной

Содержание

Какая температура в космосе? И от чего она зависит?

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).

Погода в космосе

Если говорить коротко, то «абсолютный ноль» — это самая низкая температура, которая возможна во Вселенной, холоднее уже некуда. В Цельсиях этот показатель равен -273,15 градусам. При такой температуре атомы, которые являются мельчайшими частицами всех химических элементов, полностью перестают двигаться. В открытом космосе молекулы есть, но их очень мало, так что они практически не взаимодействуют друг с другом. Движения нет, а это явный признак «абсолютного нуля», подробнее о котором написано в этом материале.

Интересный факт: самая холодная температура воздуха на нашей планете была зафиксирована в 1983 году, на территории Антарктиды. Тогда столбики термометров опустились до -89,15 градусов Цельсия

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.

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.

Экстремальные условия космоса

Итак, по словам ученых, в открытом космосе температура равна -273,15 градусам Цельсия. Но это совершенно не значит, что все попадающие в космос объекты мгновенно обретают ту же температуру. Как и на поверхности нашей планеты, космические корабли, спутники и другие объекты могут нагреваться и охлаждаться, причем до экстремальных уровней. Но передача тепла в космосе возможна только одним способом.

Вообще, существует три способа передачи тепла:

проводимость, которую можно наблюдать при нагревании металлического стержня — если нагреть один конец, со временем горячей станет и противоположная часть;
конвекция, которую можно наблюдать, когда теплый воздух перемещается из одной комнаты в другую;
излучение, когда испускаемые космическими объектами элементарные частицы вроде фотонов (частиц света), электронов и протонов объединяются, образуя движущиеся частицы.

Как вы уже догадались, в космосе объекты нагреваются под воздействием активности элементарных частиц — ведь мы уже выяснили, что температура является результатом движений молекул? Фотоны и другие элементарные частицы могут излучаться Солнцем и другими космическими объектами.

Насколько сильно и быстро будут нагреваться или охлаждаться попавшие в космос объекты, напрямую зависит от их местоположения относительно звезд и планет, размеров, формы и так далее. Например, летящий в космосе космический корабль будет буквально раскален со стороны Солнца, а его теневая сторона будет очень холодной. Чем дальше корабль находится от небесного светила — тем сильнее будет разница в степени нагрева.

При строительстве космических кораблей важно учитывать экстремальные изменения температур

Международная космическая станция постоянно находится под воздействием солнечного света. Сторона, которая обращена к Солнцу, нагревается до 260 градусов Цельсия. Теневая сторона, в свою очередь, охлаждена до 100 градусов Цельсия. Экипажу космической станции иногда приходится выходить на поверхность конструкции и подвергаться резким сменам температур. Поэтому их костюмы оснащены системой нагрева и охлаждения, благодаря которой исследователи космоса чувствуют себя относительно комфортно.

О том, какие бывают скафандры, недавно писал мой коллега Артем Сутягин. Оказывается, они бывают не только космическими.

Чем дальше от Солнца расположены космические объекты, тем они холоднее. Например, температура на Плутоне, которая расположена очень далеко, равняется -240 градусам Цельсия. А самое холодное место во Вселенной расположено в туманности Бумеранг — температурный режим в этом регионе равен -272 градусам Цельсия.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

В общем если вы когда-нибудь фантастическим образом окажетесь в открытом космосе, вам понадобится костюм, внутри которого температура будет регулироваться автоматически. Но резкие изменения температуры — не единственная проблема, которая будет вас поджидать. В космическом пространстве человеческое тело терпит много изменений, о которых можно почитать в этом материале.

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.

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.

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

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.

Самая холодная зона в космосе

Ранее отмечалось, что прогревание пространства, образованного между звёздами, происходит посредством реликтового излучения. В связи с этим температура, наблюдаемая во Вселенной, не опускается ниже, чем 270 градусов. Однако, как показывает практика, в ней могут присутствовать и участки с более низкими температурными режимами.

В 1998 г. с использованием телескопического устройства под названием Хаббл, обнаружено, что температура в космосе по Цельсию непостоянна и низка. Аппаратом замечено облако из пылевых и газовых частиц. В некоторых зонах прослеживалось его значительное расширение.

Образование туманности под названием Бумеранг произошло в ходе явления, получившего название «звёздный ветер». Процесс является крайне интересным. Суть заключается в том, что из центральной части звезды с внушительной скоростью как бы «выдувается» определённый поток. Он относится к материи, которая, в свою очередь, проникает в космическое пространство с разреженной средой, а затем охлаждается по той причине, что происходит расширение.

Учёные убеждены, что температурный режим в этой зоне равняется всего 1 градус по Кельвину или минус 272 по Цельсию. Это самая низкая зафиксированная астрономами температура во всей Вселенной. К слову, расстояние между Бумерангом и Землей составляет 5 000 световых лет. Он находится в группе звёзд Центавра.

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.

Почему в космосе так холодно?

Большую часть тепла, если не все тепло Вселенной, генерируют звезды. К ним относится и наше Солнце. В недрах Солнца непрерывно происходит ядерный синтез. И температура в его центре может достигать 15 миллионов градусов по Цельсию.

Тепло, которое покидает Солнце и другие звезды, распространяется сквозь космос в виде инфракрасных волн энергии. Их еще называют солнечной радиацией. Эти лучи способны нагревать все частицы, которые встречаются на их пути. Но только частицы. Поэтому пространство, даже то, которое непосредственно примыкает к нашему Солнцу, остается очень холодным. Поэтому, на самом деле, в космосе очень холодно.

Именно поэтому ночью температура поверхности даже ближайшей к Солнцу планеты — Меркурия, опускается примерно до -200 градусов по Цельсию. А температура поверхности Плутона может достигать значения -233 градусов по Цельсию. Но самая низкая температура, когда-либо зарегистрированная в нашей Солнечной системе, была зафиксирована очень близко к нашей планете. В прошлом году ученые измерили условия в затемненном кратере на Луне. И обнаружили, что температура там падает примерно до -240 градусов.

В космосе очень холодно.

Какая температура Солнца?

На этот школьный вопрос, далеко не школьный ответ.

Учёным в ответ на этот вопрос пришлось очень долго изучать Солнце, но упорный труд дал свои плоды. Давайте сначала разберём каждую часть Солнца и узнаем температуру.

Ядро Солнца

В ядре Солнца гравитационное притяжение приводит к огромным температурам и давлению. Температура здесь может достигать 15 миллионов градусов по Цельсию. Атомы водорода в этой области сжимаются, и сливаются вместе для получения гелия в процессе, называемом ядерным синтезом. Ядерный синтез вырабатывает огромное количество энергии, которая излучается к поверхности Солнца и в впоследствии достигает Земли. Энергия от ядра проникает в конвективную зону.

Конвективная зона

Эта зона простирается на 200 000 км и приближается к поверхности. Температура в этой зоне опускается ниже 2 миллионов градусов Цельсия. Плотность плазмы достаточно низка, чтобы создать конвективные токи и транспортировать энергию к поверхности Солнца. Тепловые колонны зоны создают отпечаток на поверхности Солнца, придавая ему гранулированный вид, называемый супергрануляцией в самом большом масштабе и грануляцией в наименьшем масштабе.

Хромосфера

Хромосфера является одной из трёх основных слоёв Солнца, но мы не будем разбирать все и возьмём лишь одну. Её температура достигает 4 320 градусов по Цельсию.

Фотосфера

Это поверхность Солнца, её температура достигает 5 500 градусов по Цельсию. Согласитесь, это совсем не много по сравнению с ядром.

Теперь вы знаете, какая температура у Солнца.

Корона

Корона простирается на миллионы километров в космос и, как хромосфера, легко видна во время затмения. Температура короны может достигать 2 миллионов градусов Цельсия, и именно эти высокие температуры придают ей уникальные спектральные особенности. Когда она остывает, теряя как радиацию, так и тепло, вещество сдувается в виде солнечного ветра.

Источники

https://tvercult.ru/polezno-znat/azyi-astronomii-kakaya-temperatura-v-kosmose
https://Hi-News.ru/eto-interesno/kakaya-temperatura-v-kosmose.html
https://lfly.ru/kakaya-temperatura-v-kosmose.html
https://replyon.net/199-temperatura-v-kosmose.html
https://CosmosPlanet.ru/kosmos/kakaya-temperatura-v-kosmose.html
https://zen.yandex.ru/media/alivespace/pochemu-v-kosmose-tak-holodno-5de2d616e4f39f00b2d63565
https://zen.yandex.ru/media/obzemle/kakaia-temperatura-solnca-5d329ffe23371c00ac9a33d0
https://NatWorld.info/raznoe-o-prirode/temperatura-vnutri-i-na-poverhnosti-solnca-v-gradusah-po-celsiju

[свернуть]

Самая низкая температура во Вселенной

Самая высокая температура во Вселенной в 10 триллионов градусов по Цельсию была получена искусственным путем на Земле. Абсолютный рекорд был установлен в Швейцарии при эксперименте на Большом адронном коллайдере. А теперь угадайте — где во Вселенной была зафиксирована самая низкая температура? Правильно! Тоже на Земле.

В 2000 году группе ученых (из лаборатории низких температур в Технологическом университете Хельсинки) при изучении магнетизма и сверхпроводимости в редком металле Родий, удалось получить температуру всего на 0.0000000001 градуса выше абсолютного нуля (см. пресс-релиз). В настоящее время это самая низкая температура, полученная на Земле и Самая низкая температура во Вселенной.

Отметим, что абсолютный ноль — это предел всех температур или -273.15… градусов по Цельсию. Такую низкую температуру (-273.15 °C), просто невозможно достичь. Второй рекорд по снижению температуры был установлен в Массачусетском Технологическом Институте. В 2003 году там удалось получить сверх-холодный газ Натрия.

Получение сверхнизких температур, искусственным путем — выдающееся достижение. Исследования в этой области чрезвычайно важны для изучения эффекта сверхпроводимости, использование которого (в свою очередь) может вызвать настоящую индустриальную революцию.

Щелкните мышкой по любой синей панели ниже для получения дополнительной информации.

Оборудование для достижения рекордно низких температур

Оборудование для достижения рекордно низких температур, обеспечивает несколько последовательных стадий охлаждения. В центральной части криостата находится холодильник для достижении температуры 3 mK, и две атомные ступени охлаждения, использующие метод ядерного адиабатического размагничивания.

Первые атомная ступень охлаждается до температуры 50 μK, в то время как вторая атомная ступень с образцом Родия, позволила достичь рекордно низкой отрицательной температуры уже в пикокельвиновском диапазоне.

В природе самая низкая температура была зарегистрирована в туманности Бумеранг. Эта туманность расширяется и выбрасывает охлажденный газ со скоростью 500 000 км/ч. За счет огромной скорости выброса молекулы газа охладились до —271/-272 °С.

Для сравнения. Обычно, в открытом космосе температура не опускается ниже -273 °С.

Цифра в —271 °С — является самой низкой из официально зарегистрированных естественных температур. И это значит, что туманность Бумеранг холоднее даже реликтового излучения от Большого Взрыва.

Туманность Бумеранг находится относительно недалеко от Земли на расстоянии всего лишь в 5000 световых лет. В центре туманности находится умирающая звезда, которая когда-то, как и наше Солнце была желтым карликом. Затем она превратилась в красный гигант, взорвалась и закончила жизнь в виде белого карлика с гиперхолодной протопланетарной туманностью вокруг себя.

Туманность Бумеранг была детально сфотографирована космическим телескопом Хаббл в 1998 году. В 1995 году, используя 15-метровый субмиллиметровый телескоп ESO в Чили, астрономы выяснили, что именно она является самым холодным местом во Вселенной.

Самая низкая естественная температура на Земле, —89,2 °С, была зафиксирована в 1983 в Антарктиде на Станция Восток. Это официально зарегистрированный рекорд.

Недавно ученые сделали новые замеры со спутника в районе японской станции Купол Фудзи. Получена новая рекордная цифра самой низкой температуры на поверхности Земли -91,2 °С. Однако этот рекорд сейчас оспаривается.

В тоже время поселок Оймякон в Якутии сохраняет за собой право считаться полюсом холода на нашей планете. В Оймяконе в 1938 году была зарегистрирована температура воздуха в -77,8 °С. И хотя на станции Восток в Антарктиде зафиксирована значительно более низкая температура (-89,2 °С), это достижение не может считаться рекордно низким, так как станция Восток находится на высоте 3488 метров над уровнем моря.

Для сопоставления результатов различных метеорологических наблюдений их необходимо приводить к уровню моря. Известно, что повышение над уровнем моря значительно понижает температуру. В этом случае самая низкая температура воздуха зарегистрированная на Земле оказывается в уже Оймяконе.

Самая низкая температура в Солнечной системе, —235 °С на поверхности Тритона (спутник Нептуна).

Это настолько низкая температура, что охлажденный азот, вероятно, оседает на поверхности Тритона в виде снега или инея. Таким образом, Тритон, является самым холодным местом в Солнечной системе.

На МКС будет создано самое холодное место во Вселенной

Самое холодное место во Вселенной

ЭТО:

Дети, которые думают, что когда-нибудь смогут отправиться в глубокий космос, должны знать, с чем им предстоит столкнуться, в том числе с довольно высокими температурами. Например, самое холодное место во Вселенной, туманность Бумеранг, настолько холодно, насколько это вообще возможно. Температура туманности составляет один градус Кельвина или -458 градусов по Фаренгейту. Это так холодно, что туманность на самом деле поглощает тепло из глубокого космоса, которое само по себе очень холодное!

На Земле ученым приходится очень много работать, чтобы охладить что-то до одного градуса Кельвина или ниже, и когда им это удается, они узнают всевозможные дикие вещи о том, как устроена Вселенная. Например, при нуле градусов Кельвина у материи совсем не осталось тепловой энергии!

Туманности известны своей красотой и местом рождения звезд, но не тем, что они являются одними из самых холодных существ. Температура туманности Ориона составляет около 10 000 градусов по Кельвину — даже горячее, чем поверхность Солнца! Так что же делает туманность Бумеранг такой холодной?

Туманность Бумеранг

Туманность Бумеранг — очень молодая планетарная туманность. На самом деле она настолько молода, что некоторые астрономы называют ее предпланетной туманностью — она еще не приобрела своей окончательной формы. В отличие от других типов туманностей, где огромные облака межзвездного газа конденсируются в новые звезды, испускающие много света и тепла, планетарные туманности образуются, когда звезда умирает и слои ее газа сдуваются.

Как он получил свое название

На первом снимке туманности Бумеранг, сделанном в 1987 году, она выглядела как бумеранг (отсюда и название). Когда космический телескоп Хаббл сделал снимок в 2003 году, он больше походил на галстук-бабочку.

Авторы и права: НАСА, ЕКА, Р. Сахай и Дж. Траугер (Лаборатория реактивного движения) и научная группа WFPC2. — тот, который позже произвел фурор в Интернете, потому что был похож на персонажа из популярной видеоигры.

Авторы и права: NASA Goddard

Ученые не думают, что туманность на самом деле меняется так быстро, но каждый раз, когда они смотрели на нее в более чувствительный телескоп, они узнавали что-то новое о ее форме.

Как стало так холодно

Поскольку туманность Бумеранг очень молода, она очень быстро расширяется. А в нашей Вселенной быстро расширяющийся газ всегда становится холоднее. Этот принцип физики работает в насосах холодильников и кондиционеров, а также в аэрозольных баллончиках комнатной температуры, которые охлаждаются после выпуска аэрозоля. Ученые считают, что именно сила расширяющегося газа делает туманность Бумеранг такой холодной.

Однако, по данным NRAO, туманность Бумеранг в некоторых местах нагревается по мере старения, а это означает, что она может недолго оставаться самым холодным местом во Вселенной.

Самая холодная лаборатория во Вселенной

Некоторые люди утверждают, что самое холодное место во Вселенной на самом деле находится в научной лаборатории Бременского университета в Германии. Но правильнее будет сказать, что было самым холодным местом примерно на две секунды. Исследователи смогли охладить газ почти до нуля градусов Кельвина, самого холодного, что физически возможно получить, во время эксперимента. Но эксперимент длился недолго.

Другие исследователи на Земле также регулярно могут охлаждать газ ниже одного градуса Кельвина, но они также не могут поддерживать такую температуру долго, поэтому Туманность Бумеранг, вероятно, до сих пор заслуживает звания самого холодного места во Вселенной.

Насколько холодно в космосе?

Насколько холодно в остальной части космоса, зависит от того, где вы находитесь. Туманность Бумеранг невероятно холодная, но туманность Ориона в большинстве мест очень горячая. А вблизи таких звезд, как Солнце и Луна, температура в космосе может резко и быстро меняться. Например, температура на Луне поднимается выше 240 градусов по Фаренгейту, когда на нее светит Солнце, но может опускаться ниже -330 градусов по Фаренгейту, когда светит солнце!

В туманности Ориона звезды, подобные этим, нагревают газ и сильно нагревают пространство.

Авторы и права: НАСА и группа наследия Хаббла STScI/AURA

Эти колебания температуры вокруг звезд происходят из-за того, что объекты в космосе очень быстро нагреваются или остывают из-за излучения. Это тот же эффект, который вы чувствуете, выходя из тени на солнечный свет здесь, на Земле, но он сильнее в космосе, потому что земная атмосфера не защищает небесные тела, такие как Луна, от излучения или удерживает тепло после того, как излучение исчезнет.

Температура глубокого космоса

Однако ученые считают, что в обширных космических пропастях между звездами и туманностями существует довольно однородная температура 2,7 градуса по Кельвину, или -455 градусов по Фаренгейту. Разве космос не крут?

ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТО:

Получите бесплатные мероприятия и эксклюзивные предложения

Введите свой адрес электронной почты

Категории блога

Какое самое холодное место во Вселенной?

Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

Самое холодное место во Вселенной находится почти при абсолютном нуле.
(Изображение предоставлено: Международная торговая палата водопада / Пит Шульц)

Что бы вам ни говорили хипстеры, бруклинский район Вильямсбург на самом деле не самое крутое место во вселенной. Скорее, эта честь может достаться одному из двух мест: туманности в космосе или лаборатории Массачусетского технологического института.

В любом случае, вам лучше взять куртку, потому что в этих местах очень, очень, безумно холодно.

Туманность Бумеранг, представляющая собой межзвездную смесь пыли и ионизированных газов, достигает невероятной температуры минус 458 градусов по Фаренгейту (минус 272 градуса по Цельсию) или всего лишь на градус Цельсия выше абсолютного нуля, согласно измерениям астрономов с помощью Большая миллиметрово-субмиллиметровая решетка Атакама (ALMA) в Чили в 2013 году. [Фотографии с привидениями: самые жуткие туманности в космосе]

Эта молодая планетарная туманность, расположенная на расстоянии 5000 световых лет, имеет зловещего создателя: умирающую звезду в ее центре. Со временем звезды с меньшей массой — примерно в восемь раз больше массы Солнца или даже меньше — становятся так называемыми красными гигантами.

Туманность Бумеранг во всей красе была запечатлена на этом изображении камерой на борту космического телескопа Хаббл. (Изображение предоставлено НАСА, ЕКА и командой «Наследие Хаббла» (STScI/AURA))

Вот как проходит жизнь этого типа звезд: когда звезда сжигает свой запас водорода в своем ядре, превращая его в гелий, ее светимость на самом деле увеличивается. Это связано с тем, что звезда не может генерировать достаточно тепла, чтобы поддерживать собственный вес, поэтому оставшийся водород начинает сжиматься слоями снаружи ядра. Это сжатие генерирует больше энергии, но в результате звезда становится более пухлой, поскольку газы в ее внешних слоях расширяются. Итак, несмотря на то, что звезда более яркая, ее газы охлаждаются, и звезда выглядит более красной. Красные гиганты большие; когда Солнце превратится в одно, его поверхность будет простираться до текущей орбиты Земли.

В конце концов, гигант полностью сжигает свой водород. Затем более массивные красные гиганты начнут превращать гелий в более тяжелые элементы, но этот процесс тоже имеет ограничения, и именно тогда центральные слои звезды коллапсируют. В этот момент звезда превращается в белого карлика, который представляет собой выгоревшее сверхплотное ядро звезды. Когда происходит коллапс, внешние слои звезды остаются позади, потому что красный гигант настолько велик, что его хватка на внешних слоях незначительна. Свет белого карлика освещает газ, и в результате земляне получают великолепную планетарную туманность. (Название является неправильным, датируемым первым появлением в 18 веке, но оно прижилось.)

Этот газ очень быстро расширяется, двигаясь наружу со скоростью около 363 600 миль в час (585 000 км/ч). И именно поэтому туманность такая холодная — даже холоднее, чем космическое фоновое излучение, оставшееся после Большого взрыва (примерно минус 454,7 градуса по Фаренгейту, или 2,76 кельвина). [Большой взрыв цивилизации: 10 удивительных событий происхождения]

По мере расширения газы становятся холоднее. Это происходит потому, что расширение вызывает падение давления, а уменьшение давления замедляет движение молекул газа. (Температура — это в основном измерение того, насколько быстро движутся молекулы. Чем быстрее молекулы, тем горячее газ.)

Вы можете наблюдать то же явление, когда используете баллончик с воздухом для очистки компьютера: баллончик с воздухом становится холоднее, когда вы распыляете его, потому что давление газа внутри быстро снижается. Часть энергии для расширения газа берется из тепловой энергии в аэрозольном баллончике. Поскольку газы в туманности Бумеранг были выброшены центральной звездой с такой огромной скоростью, много тепловой энергии было унесено в мгновение ока.

Рагвендра Сахай из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в Пасадене, Калифорния, считает, что туманность Бумеранг еще холоднее, чем другие расширяющиеся туманности, потому что она сбрасывает свою массу примерно в 100 раз быстрее, чем эти умирающие звезды, или примерно в 100 миллиардов раз быстрее, чем Солнце выбрасывает массу.

А как насчет холодных мест на Земле?

Исследователи Массачусетского технологического института охладили газ натрия-калия до 500 нанокельвинов. (Меньшая сфера — это атом натрия, а большая сфера — атом калия.) (Изображение предоставлено Хосе-Луисом Оливаресом/MIT)

Студенты Массачусетского технологического института будут рады узнать, что их школа — пока — самая крутая. В 2015 году группа физиков охладила атомы до самой низкой температуры за всю историю: 500 нанокельвинов, или 0,0000005 кельвинов (минус 459,67 F или минус 273,15 C). Это намного холоднее, чем в туманности Бумеранг, но только потому, что ученые использовали лазеры для охлаждения отдельных атомов натрия и калия.

Однако Кембридж не всегда будет самым крутым. Многие группы ученых продолжали работать над тем, чтобы сделать газы еще более холодными. В JPL есть Лаборатория холодного атома, которая была запущена на Международную космическую станцию в 2018 году и уже произвела самый холодный известный объект в космосе, а вскоре может создать самый холодный известный объект во Вселенной.

Примечание редактора: Эта история была обновлена в 11:02 1 августа 2018 года, чтобы включить последние результаты из Лаборатории холодного атома.

Следите за Маленькими Тайнами Жизни в Твиттере @llmysteries. Мы также есть в Facebook и Google+.

Джесси Эмспак — автор статей для Live Science, Space.com и Toms Guide. Он занимается физикой, здоровьем человека и общей наукой. Джесси имеет степень магистра искусств Калифорнийского университета, Школы журналистики Беркли и степень бакалавра искусств Университета Рочестера.

Самая низкая температура в космосе: Температура Вселенной – Статьи на сайте Четыре глаза