我們常常在電影中看到,步出宇宙飛船的人類(lèi)如果沒(méi)有任何防護(hù)服的保護(hù),要么被迅速凍僵、凍死,尸體稍遇微塵即碎成粉塵;要么就因?yàn)樘罩械母鞣N射線(xiàn)輻射而使身體迅速變得千瘡百孔。
太空中有輻射這一點(diǎn)不難理解,為何太空還會(huì)冷得死人呢?《太陽(yáng)那么熱,為何太空那么冷?》一文的作者吉迪恩·利奇菲爾德在文章中稱(chēng),太空并不是“冷”,而是因?yàn)樘詹⒉皇侨魏挝矬w,它本身沒(méi)有“溫度”。如此說(shuō)來(lái),太空當(dāng)然也并不會(huì)熱。
嚴(yán)格意義上講,溫度衡量的是原子和分子的運(yùn)動(dòng)速度。一件物體有溫度,是因?yàn)闃?gòu)成它的原子和分子在加速運(yùn)動(dòng),這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生了熱度。
太空中的物體只要是由原子和分子構(gòu)成的,例如行星、恒星、塵云、宇宙飛船和航天員,都是有溫度的。而太空本身沒(méi)有溫度,是因?yàn)樗⒉皇怯稍雍头肿訕?gòu)成的——這個(gè)說(shuō)法也不夠準(zhǔn)確,即便是“空空如也”的太空中,其實(shí)也有原子存在,只是不太多。
但太空中因?yàn)橛羞@樣微量的原子——也可以說(shuō)是有這種非常稀薄的氣體,所以也是有溫度的:大概是絕對(duì)零度以上3℃?!敖^對(duì)零度”是目前已知的最冷溫度,它只存在于分子和原子完全停止運(yùn)動(dòng)時(shí)。
因此,利奇菲爾德在文中說(shuō):若要學(xué)究式地適當(dāng)表達(dá)問(wèn)題,事實(shí)上“太空太冷”的說(shuō)法應(yīng)該這樣說(shuō):“太空中的氣體為何是冷的?”回答則是:“因?yàn)樘仗罅?。?/p>
你可能想說(shuō),離太陽(yáng)近的地方應(yīng)該會(huì)很熱,為何太陽(yáng)“附近”的太空也是冷的?其實(shí)這要看這個(gè)“附近”的距離有多遠(yuǎn)。
在太空中,因?yàn)槲镔|(zhì)稀少,彼此之間的距離也足夠遠(yuǎn),熱傳遞基本上只靠輻射,即電磁波傳導(dǎo)的熱輻射。而太陽(yáng)輻射主要就是通過(guò)電磁波與粒子流。
如果一個(gè)人在地球表面,距離太陽(yáng)僅1.5億公里,即地球與太陽(yáng)間的距離,那么太陽(yáng)的熱量可以通過(guò)熱輻射達(dá)到每平方米1368瓦。所以當(dāng)我們?cè)谔?yáng)下被陽(yáng)光直射,只會(huì)感覺(jué)到暖暖的;如果一個(gè)人在月球上,當(dāng)月球到達(dá)最近日點(diǎn),月球表面溫度甚至可達(dá)到127℃;如果一個(gè)人乘宇宙飛船來(lái)到太空,在離太陽(yáng)更近一些的地方,他就需要宇航服的保護(hù)了。
說(shuō)到這,就有一個(gè)很有趣的地方:宇航服除了保護(hù)身體不暴露在真空中被輻射污染,還要保護(hù)身體不被太陽(yáng)烤焦,同時(shí)也要保護(hù)宇航員不會(huì)被凍僵。只是到底什么時(shí)候可能會(huì)被烤焦,什么時(shí)候可能被凍僵呢?
這又回到了太空很“冷”的問(wèn)題上。在太空中,一旦離開(kāi)像太陽(yáng)一樣的恒星的熱輻射范圍,人體本身就成了一個(gè)熱輻射源——人體熱量會(huì)立刻通過(guò)太空中的射線(xiàn)向外輻射,人體自然就會(huì)很快被凍僵甚至凍成冰塊。而在地球上,之所以我們就算走到?jīng)]有太陽(yáng)直射的陰影處,身體依然能保留大部分熱量,那是因?yàn)槲覀冎車(chē)锌諝?,大氣層中?huì)存有大量的熱量,讓我們始終都處于一種“熱浴”中。
●資料來(lái)源:《羊城晚報(bào)》