宇宙中有無數(shù)發(fā)光恒星,幾百億年來宇宙為什么沒被加熱到很高的溫度?
網(wǎng)友解答: 宇宙中有著無數(shù)顆恒星,它們都是能發(fā)光發(fā)熱的天體,這些恒星的表面溫度都很高,至少都在2500℃以上,有些恒星的表面溫度甚至高達(dá)幾十萬攝氏度,它們的內(nèi)部則因?yàn)楹司圩內(nèi)紵脑颍?/p>
宇宙中有著無數(shù)顆恒星,它們都是能發(fā)光發(fā)熱的天體,這些恒星的表面溫度都很高,至少都在2500℃以上,有些恒星的表面溫度甚至高達(dá)幾十萬攝氏度,它們的內(nèi)部則因?yàn)楹司圩內(nèi)紵脑?,可以高達(dá)幾百萬甚至數(shù)十億攝氏度。
比如太陽表面的溫度高達(dá)5600℃,內(nèi)部的溫度則高達(dá)2500萬攝氏度,我們的地球距離太陽約1.5億公里,太陽直射的地方地表仍然可以高達(dá)七八十?dāng)z氏度,但是太陽系中也有很多冰冷的星球,比如火星的平均溫度就在零下數(shù)十度,而木星土星的平均溫度都在零下100℃以下,天王星和海王星的平均溫度都在零下200℃以下,而冥王星的溫度則平均達(dá)零下240℃,而星際塵埃的溫度為零下260℃左右,宇宙微波背景輻射的溫度為零下270.15℃,但是宇宙的絕對零度卻是在零下273.15攝氏度。
那么為什么宇宙大部分地方為什么那么冷呢?既然宇宙中有無數(shù)的恒星在發(fā)光發(fā)熱,他們不應(yīng)該把宇宙加熱嗎?為什么卻沒有把宇宙加熱呢?其實(shí)從根本上來說,這是由于宇宙太大了,恒星其實(shí)都是宇宙中非常小的存在,它們發(fā)出的光和熱,根本不可能影響十分廣闊的空間。
比如在我們太陽系中,如果從奧爾特星云算起的話,太陽系的直徑可達(dá)兩光年,有19萬億多公里,真正熱的地方都只在太陽及其附近地區(qū),我們地球距離太陽只有1.5億公里,平均溫度只有16℃左右,而太陽系中光照下的零度線卻在火星之外的小行星帶中間,距離太陽不過3億多公里,向外的區(qū)域溫度都在0℃以下了。
太陽系之外都是廣闊的星際空間,距離我們最近的恒星是比鄰星,遠(yuǎn)在4.22光年之外,南門二則在4.37光年之外,巴納德星則在6光年之外,這些恒星的光輝也不可能影響如此廣大的宇宙空間。
然而這還只是在銀河系中,銀河系之外的星系距離我們更加遙遠(yuǎn),距離最近的大麥哲倫和小麥哲倫星云都在十多萬光年之外,而仙女座星系則在254萬光年之外,這些星際空間中更缺乏恒星光輝和星際物質(zhì)的影響,所以理論上溫度更低。
但是在宇宙之初卻不是這個樣子的,宇宙大爆炸理論認(rèn)為宇宙起源于一個奇點(diǎn),這個奇點(diǎn)的性質(zhì)和黑洞的奇點(diǎn)類似,體積無限小,密度無限大,溫度也高得離譜,量子物理學(xué)認(rèn)為在宇宙大爆炸的第一個普朗克時間,當(dāng)時的溫度為一個普朗克溫度,大約是1.416833(85) × 10的32次方攝氏度,或者說是1.4億億億億℃,大爆炸之后,隨著宇宙空間的膨脹,溫度也迅速降低,又到了溫度足夠低的時候,才開始形成基本粒子,溫度更低了之后形成了原子,然后又形成了分子以及各種物質(zhì)。所以從宇宙大爆炸開始到今天,宇宙的溫度一直在降低,到今天只在絕對零度的3度以上了,可以說比先前的溫度下降的太多太多了。
網(wǎng)友解答:這個科學(xué)問題比較有意思。首先,我們知道太陽是球體,其能量是以球體為中心向外輻射的,但是,我們距離太陽實(shí)在是太過遙遠(yuǎn)了,距離149,597,870,700米。我們曬太陽的受陽面假設(shè)是1平方米的話,太陽上的一平方米輻射源,給予我們的輻射能是149,597,870,700這個數(shù)的平方倍分之一。是不是很小?如果還沒有直觀概念,就拿一個很熱的爐子,多大不限,只要你抱得動的,到人民大會堂去,其它供熱系統(tǒng)都關(guān)閉,冬天,你住在遠(yuǎn)離這爐子的一個角落里體驗(yàn)一下。應(yīng)該住多久都會感覺冷吧。即便這樣的超國民待遇你也不愿享受。哪么,宇宙就是這樣,將恒星都捏到一起,相對宇宙空域來說也是小到微不足道的地步的。但是對于恒星熱量提升宇宙溫度來說極其可悲的是黑洞的存在,黑洞的引力能夠吸收包括光在內(nèi)的所有物質(zhì),并且包含其能量。并將這些物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化成維持自身向不斷趨近光速旋轉(zhuǎn)的發(fā)展態(tài)勢。黑洞以巨大的質(zhì)量以不可思義的接近光速旋轉(zhuǎn),造成了整個宇宙能量的失衡。因此,宇宙不但沒有被恒星加熱,還在被黑洞持續(xù)降溫。至到黑洞吸收物質(zhì)和能量,達(dá)到自轉(zhuǎn)無限接近光速、溫度無限接近-273.15度時,黑洞發(fā)生爆炸解裂,新的星系才會再次產(chǎn)生,順便解釋了星系是盤狀渦旋的原因。另一方面,也說明宇宙空間之無限啊。個人觀點(diǎn),轉(zhuǎn)載必究。