为何太空那么冷?

来源:金羊网 作者:那拉 发表时间:2017-11-27 13:28

  《银河护卫队》中的养父勇度因没穿防护服而死在太空中

那么多颗恒星在燃烧,那么多物质在运动中……

我们常常在电影中看到,步出宇宙飞船的人类如果没有任何防护服的保护,要么被迅速冻僵、冻死,尸体稍遇微尘即碎成粉尘,要么就因为太空中的各种射线辐射而身体迅速变得千疮百孔,油尽灯枯。比如早前电影《银河护卫队》中那位养父勇度的死,想必很多人仍记忆犹新。

太空中有辐射这一点不难理解,为何太空还会冷得死人呢?不是有许多恒星像太阳一样都在熊熊燃烧着吗?各种星星们不是都在高速运动着吗?太空中那么“热闹”,应该很热才对吧?

美国媒体近日刊登了《太阳那么热,为何太空那么冷?》一文,作者吉迪恩·利奇菲尔德在文章中称,太空并不是“冷”,而是因为太空并不是任何物体,它没有“温度”。如此说来,太空当然也并不会热。

太空是有温度的

严格意义上讲,温度衡量的是原子和分子的运动速度。一件物体有温度,是因为构成它的原子和分子在加速运动,这个过程中产生了热度。

太空中的物体只要是由原子和分子构成的,例如行星、恒星、尘云、宇宙飞船和航天员,都是有温度的。而太空本身没有温度,是因为它并不是由原子和分子构成的——这个说法也不够准确,即便是“空空如也”的太空中,其实也有原子存在,只是不太多。在远离恒星和行星的宇宙空间中,有着非常稀薄的气体,大约一茶匙空间中就会有一个原子。不过这个数值,与地球大气层中每一茶匙空气中有超过10的20次方个分子的数量值相比,几乎可以等同于无。

但太空中因为有这样微量的原子——也可以说是有这种非常稀薄的气体,所以也是有温度的:大概是绝对零度以上3℃。“绝对零度”是目前已知的最冷温度,它只存在于分子和原子完全停止运动时。

因此,利奇菲尔德在文中说:若要学究式地适当表达问题,事实上“太空太冷”的说法应该这样说:“太空中的气体为何是冷的?”回答则是:“因为太空太大了。”

宇航服要抗热又抗冷

太空真的太大了。两颗恒星之间的距离动辄就得用“光年”来计算,比如一位宇航员如果飘浮在太阳与离它最近的恒星比邻星中间,那么他距这两颗恒星都约有2.1光年的距离。一个人能从一颗距其2.1光年的恒星那里得到多少热量呢?其实不多!经过一番计算,我们目前得到的数字是0.000000076瓦。

你可能想说,离太阳近的地方应该会很热,为何太阳“附近”的太空也是冷的?

其实这要看这个“附近”的距离有多远。

我们首先要明白,热传递主要有三种方式:热传导、对流和辐射。前面的两种都需要介质,即固体和流体,而对流的介质是流体。在太空中,因为物质稀少,彼此之间的距离也足够远,热传递基本上只靠辐射,即电磁波传导的热辐射。而太阳辐射主要就是通过电磁波与粒子流。

如果一个人在地球表面,距离太阳仅1.5亿公里,即地球与太阳间的距离,那么太阳的热量可以通过热辐射达到每平方米1368瓦。所以当我们在太阳下被阳光直射,只会感觉到暖暖的;如果一个人在月球上,当月球到达最近日点,月球表面温度甚至可达到127℃;如果一个人乘宇宙飞船来到太空,在离太阳更近一些的地方,他就需要宇航服的保护了。

说到这,就有一个很有趣的地方:宇航服除了保护身体不暴露在真空中被辐射污染,还要保护不被太阳烤焦,同时也要保护宇航员不会被冻僵。只是到底什么时候可能会被烤焦,什么时候可能被冻僵呢?

这又回到了太空很“冷”的问题上。在太空中,一旦离开像太阳一样的恒星的热辐射范围,人体本身就成了一个热辐射源——人体热量会立刻通过太空中的射线向外辐射,人体自然就会很快被冻僵甚至冻成冰块。而在地球上,之所以我们就算走到没有太阳直射的阴影处,身体依然能保留大部分热量,那是因为我们周围有空气,大气层中会存有大量的热量,让我们始终都处于一种“热浴”中。

链接:人类在太空中不穿太空衣会怎么死?

  肺部会首先爆裂

  裸露的皮肤会被“煮沸”

  最后尸体保持着一个姿势会浮在太空中很久

人类如果在太空中不穿太空衣,真实的结果可能比预想还要悲剧。海外资深科技媒体Businessinsider曾为此制作了一段视频来阐述他们认为的观点。

1、真空的环境会首先将人类身体中的空气“抽”出来。所以,如果肺部有空气,肺部就会首先爆裂;

2、身体中包括血管中的氧气都会继续膨胀,直到将身体膨胀到平时的2倍大。只不过由于皮肤极富弹性,人类的身体可能不会立刻爆炸;

3、任何暴露在外、直接接触太空稀薄空气的身体部分中的水分都会被蒸发。舌头和皮肤表面会像被煮沸一样,从起泡到破裂;

4、因为肺部已经没有任何空气,血液将停止将氧气输送给大脑,人会在15秒内就处于昏迷状态,90秒内就会因为窒息而死亡;

5、因为太空中非常冷,人的身体会很快被冻成冰棍;

6、一些暂时能应付得了太空环境的肠道微生物会开始从内到外地腐蚀人体,但这一过程不会持续太久。所以被冻成冰棍的人类身体的分解会非常非常缓慢,人会保持一个姿势在太空中漫无目的地浮着,直到有一天,可能会被某些外星文明发现。

□那拉

编辑:邱邱
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