03/10/2019

Tại sao mặt trời nóng ngàn độ mà không gian vẫn lạnh đến vậy

Tại sao không gian lạnh đến thế nếu mặt trời lại nóng ngàn độ? Có vẻ là một câu hỏi cơ bản từ chương trình giảng dạy của trường, nhưng nếu bạn nghĩ về nó, nó hóa ra là không đơn giản. Các nhà khoa học đã đưa ra một câu trả lời thấu đáo cho câu đố này của vũ trụ.


Mặt trời là ngôi sao gần nhất với chúng ta, thuộc loại G2V, là sao lùn màu vàng. Mặc dù có kích thước tương đối nhỏ so với nhiều ngôi sao khổng lồ ngoài không gian, Mặt trời rất nóng - nhiệt độ bề mặt của nó là 9,941 ° F, và lõi là 27 triệu độ F.

Trong khi đó, nếu bạn di chuyển đủ xa Mặt trời, ví dụ, đến quỹ đạo của Sao Hải Vương, thì nhiệt độ giảm xuống -270 ° C. Làm sao có thể?

Tại sao mặt trời nóng ngàn độ mà không gian vẫn lạnh đến vậy
Tại sao không gian lạnh đến vậy? 

Nhiệt trong không gian được phân phối dưới dạng bức xạ từ một sóng năng lượng hồng ngoại di chuyển từ các vật nóng hơn sang các vật lạnh hơn.

Nhiệt từ mặt trời lan tỏa dưới dạng sóng bức xạ kích thích các phân tử làm cho chúng nóng lên. Nhưng điểm mấu chốt là bức xạ chỉ làm nóng các phân tử của một chất trực tiếp trên đường đi của nó. Mọi thứ khác vẫn lạnh.

Theo NASA, trên Sao Thủy, chênh lệch nhiệt độ là hơn 500 độ C - thời gian ban ngày nóng lên tới 427 ° C, trong khi phía ban đêm giảm xuống -193 ° C.

Trên trái đất, nhiệt độ ban đêm vẫn tương đối ấm ngay cả khi mùa thay đổi. Điều này là do nhiệt lan tỏa khắp hành tinh xanh của chúng ta thông qua bầu khí quyển dày đặc theo ba cách: độ dẫn, đối lưu và bức xạ. Khi các tia mặt trời làm nóng các phân tử trong khí quyển của chúng ta, chúng sẽ truyền năng lượng này cho các phân tử lân cận. Sự truyền nhiệt từ phân tử này sang phân tử khác được gọi là độ dẫn nhiệt, và đó là một phản ứng dây chuyền làm nóng các khu vực bên ngoài ánh sáng mặt trời ở phía tối.

Không gian bên ngoài là chân không. Tất nhiên, chân không không gian là không hoàn hảo, bởi vì ngay cả trong không gian giữa các vì sao cũng có 5-10 nguyên tử hydro trên mỗi cm khối. Tuy nhiên, các phân tử khí trong không gian quá thưa thớt và cách xa nhau để thường xuyên va chạm và truyền năng lượng.

Do đó, ngay cả khi Mặt trời làm nóng chúng bằng bức xạ hồng ngoại, việc truyền nhiệt qua dẫn truyền là không thể. Tương tự, đối lưu, là một hình thức truyền nhiệt xảy ra khi có trọng lực, rất quan trọng đối với việc tản nhiệt trên khắp Trái đất nhưng không xảy ra trong không gian không trọng lượng.

Làm thế nào để bảo vệ khỏi mặt trời nóng và không gian lạnh?

Kỹ sư nhiệt Elizabeth Abel thuộc dự án DART từ NASA phát triển hệ thống điều khiển nhiệt cho tàu vũ trụ, được thiết kế cho những chuyến đi dài trong không gian. Một trong những dự án của cô là tàu thăm dò mặt trời Parker, thu thập dữ liệu qua bầu khí quyển bên ngoài của ngôi sao, được gọi là corona.

Tại sao mặt trời nóng ngàn độ mà không gian vẫn lạnh đến vậy
Parker thăm dò: hình ảnh tín dụng NASA

Vào tháng 4 năm 2019, tàu thăm dò đã tiến sát bề mặt Mặt trời - ở khoảng cách 15 triệu km. Một lá chắn nhiệt được đặt ở một bên của đầu dò bảo vệ phần còn lại.

Elizabeth Abel giải thích rằng tấm chắn nhiệt của đầu dò được thiết kế theo cách sao cho không có bức xạ mặt trời nào làm tan chảy tàu vũ trụ. Trong khi tấm khiên ấm lên tới 250 ° C, bản thân thiết bị vẫn lạnh với nhiệt độ -238 ° C.

Chênh lệch nhiệt độ rất lớn giữa không gian lạnh và Mặt trời tạo ra những vấn đề nghiêm trọng. Một số bộ phận của tàu vũ trụ cần nhiệt độ để giữ đủ mát để tránh đoản mạch, trong khi các bộ phận khác cần các bộ phận làm nóng để giữ cho chúng đủ ấm để hoạt động.

Chuẩn bị cho sự chênh lệch nhiệt độ hàng trăm độ có vẻ khó khăn, nhưng đó là cách mọi thứ thực sự tồn tại ở trong không gian. Điều tương tự cũng áp dụng với Trái đất, nơi duy trì nhiệt độ bên trong theo cách mà sự sống được hình thành và tồn tại trên đó, trái ngược với không gian lạnh rộng lớn ngoài kia.
Bài Viết Khác
Bài Mới Hơn

Biên tập viên:

Loading...

Thảo luận với Facebook:

0 nhận xét: