مثير للإعجاب

لماذا يكون الفضاء باردًا إذا كانت الشمس حارة

لماذا يكون الفضاء باردًا إذا كانت الشمس حارة

حول الشمس 150 مليون كيلومتر بعيدًا عن الأرض ، لكن يمكننا أن نشعر بدفئها كل يوم. إنه لأمر مدهش كيف يمكن لجسم محترق من بعيد أن يلقي حرارته على هذه المسافة الكبيرة.

نحن لا نتحدث عن درجات حرارة بالكاد تسجل وجودها. في عام 2019 ، تأثرت درجة حرارة الكويت 63 درجة مئوية تحت أشعة الشمس المباشرة. إذا كنت ستقف لفترة طويلة في مثل هذه درجات الحرارة ، فإنك تخاطر بالموت من ضربة الشمس.

ذات صلة: هل حان الوقت بالفعل لوجود قوانين للمساحة الخارجية؟

لكن أكثر ما يحير هو أن الفضاء الخارجي يظل باردًا حتى عندما تحترق الأرض على بعد ملايين الكيلومترات. إذن ، لماذا يكون الفضاء شديد البرودة إذا كانت الشمس شديدة الحرارة؟

لفهم هذه الظاهرة المحيرة ، من المهم أولاً التعرف على الفرق بين المصطلحين اللذين غالبًا ما يستخدمان بالتبادل: الحرارة ودرجة الحرارة.

دور الحرارة ودرجة الحرارة

بعبارات بسيطة ، الحرارة هي الطاقة المخزنة داخل جسم ما ، بينما يتم قياس درجة حرارة أو برودة ذلك الجسم درجة الحرارة. لذلك ، عندما تنتقل الحرارة إلى جسم ما ، ترتفع درجة حرارته. وهناك انخفاض في قيمة درجة الحرارة عند استخلاص الحرارة من الجسم.

يمكن أن يحدث نقل الحرارة هذا من خلال ثلاثة أوضاع: التوصيل الحراري و إشعاع.

من خلال نقل الحرارة التوصيل يحدث في المواد الصلبة. عندما يتم تسخين الجسيمات الصلبة ، فإنها تبدأ في الاهتزاز والتصادم مع بعضها البعض ، مما يؤدي إلى نقل الحرارة في العملية من الجسيمات الأكثر سخونة إلى الجسيمات الباردة.

من خلال نقل الحرارة الحمل هي ظاهرة لوحظت داخل السوائل والغازات. يحدث هذا النمط من نقل الحرارة أيضًا على السطح بين المواد الصلبة والسوائل.

عندما يتم تسخين السائل ، ترتفع الجزيئات لأعلى وتحمل معها الطاقة الحرارية. سخان الغرفة هو أفضل مثال يوضح انتقال الحرارة بالحمل الحراري.

عندما يسخن المدفأة الهواء المحيط ، تزداد درجة حرارة الهواء ويرتفع الهواء إلى أعلى الغرفة. يُجبر الهواء البارد الموجود في الأعلى على التحرك لأسفل والتسخين ، مما ينتج عنه تيار حراري.

من خلال نقل الحرارة إشعاع هي عملية يطلق فيها الجسم حرارة على شكل ضوء. تشع جميع المواد قدرًا من الطاقة الحرارية بناءً على درجة حرارتها.

في درجة حرارة الغرفة ، تشع جميع الأجسام ، بما في ذلك البشر ، الحرارة مثل موجات الأشعة تحت الحمراء. بسبب الإشعاع ، يمكن لكاميرات التصوير الحراري اكتشاف الأشياء حتى أثناء الليل.

كلما زاد حرارة الجسم ، زاد إشعاعه. تعتبر الشمس مثالاً ممتازًا للإشعاع الحراري الذي ينقل الحرارة عبر النظام الشمسي.

الآن بعد أن عرفت الفرق بين الحرارة ودرجة الحرارة ، اقتربنا جدًا من الإجابة على السؤال المطروح في عنوان هذه المقالة.

نحن نعلم الآن أن درجة الحرارة يمكن أن تؤثر فقط على المادة. ومع ذلك ، لا يحتوي الفضاء على جزيئات كافية فيه ، ويكاد يكون فراغًا كاملًا ومساحة لا نهاية لها.

هذا يعني أن نقل الحرارة غير فعال. من المستحيل نقل الحرارة من خلال التوصيل أو الحمل الحراري.

يبقى الإشعاع هو الاحتمال الوحيد.

عندما تسقط حرارة الشمس على شكل إشعاع على جسم ما ، تبدأ الذرات التي يتكون منها الجسم في امتصاص الطاقة. تبدأ هذه الطاقة في تحريك الذرات وتهتز وتجعلها تنتج حرارة في هذه العملية.

ومع ذلك ، مع هذه الظاهرة ، يحدث شيء مثير للاهتمام. نظرًا لعدم وجود طريقة لتوصيل الحرارة ، ستظل درجة حرارة الأشياء في الفضاء كما هي لفترة طويلة.

الأشياء الساخنة تبقى ساخنة ، والأشياء الباردة تبقى باردة.

ولكن عندما تدخل إشعاعات الشمس إلى الغلاف الجوي للأرض ، فهناك الكثير من المواد التي يجب تنشيطها. ومن ثم نشعر بإشعاع الشمس كحرارة.

هذا بطبيعة الحال يطرح السؤال: ماذا سيحدث إذا وضعنا شيئًا ما خارج الغلاف الجوي للأرض؟

يمكن للمساحة تجميدك أو حرقك بسهولة

عندما يتم وضع جسم ما خارج الغلاف الجوي للأرض وتحت أشعة الشمس المباشرة ، فإنه يتم تسخينه حوله 120 درجة مئوية. توجد أشياء حول الأرض وفي الفضاء الخارجي لا تتلقى ضوء الشمس المباشر 10 درجة مئوية.

ال 10 درجة مئوية درجة الحرارة بسبب تسخين بعض الجزيئات التي تخرج من الغلاف الجوي للأرض. ومع ذلك ، إذا قمنا بقياس درجة حرارة الفضاء الفارغ بين الأجرام السماوية في الفضاء ، فهذا عادل 3 كلفن فوق الصفر المطلق.

لذا ، فإن الخلاصة الرئيسية هنا هي أنه لا يمكن الشعور بدرجة حرارة الشمس إلا إذا كان هناك مادة لامتصاصها. الفضاء يكاد لا يهم فيه ؛ ومن هنا البرودة.

وجهان حرارة الشمس

نحن نعلم أن المناطق المظللة تصبح باردة. أفضل مثال على ذلك هو الليل حيث تنخفض درجات الحرارة لعدم وجود إشعاع يضرب هذا الجزء من الأرض.

ومع ذلك ، في الفضاء ، الأشياء مختلفة قليلاً. نعم ، ستكون الأشياء المخفية عن أشعة الشمس أبرد من البقع التي تتلقى ضوء الشمس ، لكن الفرق كبير جدًا.

سيواجه الجسم الموجود في الفضاء درجتي حرارة متطرفتين على جانبيه.

لنأخذ القمر على سبيل المثال. يتم تسخين المناطق التي تحصل على ضوء الشمس 127 درجة مئوية وسيكون الجانب المظلم من القمر في حالة تجمد -173 درجة مئوية.

لكن لماذا لا يكون للأرض نفس التأثيرات؟ بفضل غلافنا الجوي ، تنعكس موجات الأشعة تحت الحمراء القادمة من الشمس وتتوزع الموجات التي تدخل الغلاف الجوي للأرض بالتساوي.

هذا هو السبب في أننا نشعر بتغير تدريجي في درجة الحرارة بدلاً من السخونة أو البرودة الشديدة.

مثال آخر يوضح قطبية درجة الحرارة في الفضاء هو تأثيرات الشمس على مسبار باركر الشمسي. باركر سولار بروب هو أحد برامج ناسا حيث تم إرسال مسبار إلى الفضاء لدراسة الشمس.

في أبريل 2019 ، كان التحقيق عادلاً 15 مليون ميل بعيدا عن الشمس. لحماية نفسها ، استخدم درعًا من الحرارة.

ذات صلة: 7 أساطير عن الفضاء المشترك تم تفكيكها بواسطة علماء و علماء فعليين

كانت درجة حرارة الدرع الحراري عندما تم قصفه بأشعة الشمس 121 درجة مئوية بينما جلس باقي المسبار عند -150 درجة مئوية.

الفضاء هو الترمس النهائي

عندما لا يكون هناك شيء يسخن ، تظل درجة حرارة النظام كما هي. هذا هو الحال مع الفضاء. قد ينتقل إشعاع الشمس من خلاله ، لكن لا توجد جزيئات أو ذرات لامتصاص تلك الحرارة.

حتى عندما يتم تسخين الصخر أعلاه 100 درجة مئوية بفعل إشعاع الشمس ، لن يمتص الفضاء المحيط به أي درجة حرارة للسبب نفسه. عندما لا يكون هناك أمر ، لا يتم نقل درجة الحرارة.

ومن ثم ، حتى عندما تكون الشمس حارة ، يظل الفضاء باردًا مثل الجليد!


شاهد الفيديو: لماذا تشتد الحرارة في الصيف مع أن الأرض أبعد عن الشمس في هذا الفصل (شهر اكتوبر 2021).