какое самое холодное место в космосе
Самое холодное место во Вселенной
Как вы знаете из курса школьной физики, самая низкая температура – абсолютный ноль, или 0 градусов по Кельвину. По Цельсию это будет – 273.15 градусов. При такой температуре движение атомов в любом веществе должно остановиться. Но это теоретически, так как нигде нет такого холода, даже в космосе.
Самое холодное место в Солнечной системе
Казалось бы, если мы будем удаляться от Солнца всё дальше, то будем находить места всё более холодные. Но это не так – на Плутоне, например, «теплее» — «всего» — 223 0 C.
Самое холодное место в Солнечной системе находится на Луне. Инфракрасный снимок LRO. Самое тёмное место — самое холодное.
Самое холодное место во Вселенной
Удалившись от Солнца всего на 5000 световых лет в направлении созвездия Центавра, мы можем обнаружить любопытную протопланетарную туманность. Она состоит из газа, быстро распространяющегося от центральной звезды в основном в двух направлениях. Из-за формы эта туманность иногда называют «галстуком-бабочкой», но обычное её название – «Бумеранг».
Туманность Бумеранг — самое холодное место во Вселенной.
Эта туманность очень быстро расширяется. Весь газ был изначально сброшенной оболочкой центральной звезды. Скорость расширения составляет 164 км/с, или 600 000 км/ч. Из-за этого туманность очень холодная – в ней происходит сильное поглощение энергии, которая тратится на расширение.
Туманность Бумеранг не всегда будет оставаться самым холодным местом. Срок жизни протопланетарных туманностей небольшой. Пройдут тысячи или даже несколько десятков тысяч лет, и эта туманность станет обычной планетарной. Газ в ней замедлит свой бег и частично рассеется в огромном пространстве, и эта туманность ничем не будет отличаться от других.
Но на данный момент туманность Бумеранг – самое холодное место во Вселенной. Меньшие температуры ученые получали лишь в лабораторных условиях, а здесь это естественное явление. Конечно, Вселенная велика, и наверняка в ней есть еще немало подобных объектов. Возможно, некоторые окажутся еще немного холоднее, но их еще предстоит открыть.
Какая температура в открытом космосе!?
Какая температура в космосе за пределами земной атмосферы? А в межзвездном пространстве? А если мы выйдем за пределы нашей галактики, будет ли там холоднее, чем внутри Солнечной системы? И можно ли вообще говорить о температуре применительно к вакууму? Попробуем разобраться.
Чем меньше атомы сталкиваются друг с другом, тем слабее греется вещество, которое из них состоит. Если находящийся под большим давлением газ выпустить в разреженное пространство, его температура резко понизится. На этом принципе основана работа всем известного компрессорного холодильника. Таким образом, температура в открытом космосе, где частицы находятся очень далеко друг от друга и не имеют возможности сталкиваться, должна стремиться к абсолютному нулю. Но так ли это на практике?
КАК ПРОИСХОДИТ ПЕРЕДАЧА ТЕПЛА!?
Космическое пространство не только пронизано фотонами, которые испускают бесчисленные звезды и галактики. Вселенная заполнена также так называемым реликтовым излучением, которое образовалось на ранних этапах ее существования. Именно благодаря этому явлению температура в космосе не может опуститься до абсолютного нуля. Даже вдали от звезд и галактик материя будет получать рассеянное по Вселенной тепло от реликтового излучения.
ЧТО ТАКОЕ АБСОЛЮТНЫЙ НУЛЬ?
КАКАЯ ТЕМПЕРАТУРА В КОСМОСЕ!?
Наша Вселенная не однородна. Ядра звезд раскалены до миллионов градусов. Но большая часть пространства, конечно же, значительно холодней. Если говорить о том, какая температура в открытом космосе, то она всего на 2,7 градуса выше значения абсолютного нуля и составляет минус 270,45 по Цельсию.
Это тепло возникает за счет уже упоминавшегося реликтового излучения. Но Вселенная расширяется, а это означает, что ее температура будет постепенно снижаться. Теоретически через триллионы лет вещество в ней может охладиться до минимально возможной отметки. Но вопрос о том, закончится ли расширение Вселенной «тепловой смертью», либо же она станет более разнородной и структурированной из-за действия сил гравитации, остается предметом дискуссий.
В местах скопления материи теплее, но ненамного. Облака газа и пыли, встречающиеся между звездами нашей галактики, имеют температуру от 10 до 20 градусов выше абсолютного нуля, то есть минус 263-253 °C. И только вблизи звезд, внутри которых протекают реакции ядерного синтеза, можно найти достаточно тепла для комфортного существования белковых форм жизни.
ТЕМПЕРАТУРА НА ОКОЛОЗЕМНОЙ ОРБИТЕ.
А какова температура вблизи нашей планеты? Стоит ли космонавтам, отправляющимся на МКС, запасаться теплыми вещами? На околоземной орбите металл под прямыми лучами солнца прогревается до 160 градусов Цельсия. В то же время в тени предметы будут остывать до минус 100 °C. Поэтому для выхода в открытый космос используются скафандры с надежной теплоизоляцией, нагревателями и системой охлаждения, защищающие человека от столь серьезного перепада температур.
Не менее экстремальные условия на поверхности Луны. На ее освещенной стороне жарче, чем в Сахаре. Температура там может превысить 120 °C. Но на темной стороне она падает приблизительно до минус 170 °С. Во время высадки на Луну американцы использовали скафандры, в которых было 17 слоев защитных материалов. Терморегуляция обеспечивалась специальной системой трубочек, в которых циркулировала вода.
ТЕМПЕРАТУРА НА ДРУГИХ ПЛАНЕТАХ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ.
САМОЕ ХОЛОДНОЕ МЕСТО В КОСМОСЕ.
Выше было сказано, что межзвездное пространство прогревается реликтовым излучением, а потому температура в космосе по Цельсию не опускается ниже минус 270 градусов. Но оказывается, могут существовать и более холодные участки. В 1998 году телескоп Хаббл обнаружил газо-пылевое облако, которое стремительно расширяется. Туманность, названная Бумерангом, образовалась вследствие явления, известного как звездный ветер. Это очень интересный процесс. Суть его состоит в том, что из центральной звезды с огромной скоростью «выдувается» поток материи, которая попадая в разреженное космическое пространство охлаждается вследствие резкого расширения.
По оценкам ученых, температура в туманности Бумеранг составляет всего один градус по шкале Кельвина, или минус 272 °C. Это самая низкая температура в космосе, которую на данный момент удалось зафиксировать астрономам. Туманность Бумеранг находится на расстоянии 5 тысяч световых лет от Земли. Наблюдать ее можно в созвездии Центавра.
Самое холодное место во Вселенной — где оно?
Мы находимся на расстоянии 149 600 000 км от Солнца. Средняя температура на Земле держится в районе 300 К (правда, нас еще обогревает горячее ядро планеты, а без атмосферы было бы на 50 К холоднее). Чем дальше от ближайшей звезды, тем холоднее. На Плутоне, например, температура составляет всего 44 К — замерзает даже азот, а значит, наша атмосфера выпала бы в осадок, ведь азота в ней 80%. А в межзвездном пространстве, за пределами Солнечной системы, еще холоднее.
Вещество в молекулярных облаках, которые плавают по галактике в световых годах от ближайших звезд, имеет температуру от 10 до 20 К, близко к абсолютному нолю. Холоднее, чем в них, в галактике не становится: все остальные ее участки так или иначе согреты излучением звезд.
Если заглянуть в межгалактическое пространство, можно замерзнуть еще сильнее, чем в молекулярном облаке вдалеке от источников излучения. Галактики разделены миллионами световых лет пустоты, и единственное излучение, которое доходит до всех уголков космоса — это реликтовое микроволновое излучение, оставшееся со времен Большого Взрыва. Температура реликтового излучения — это и есть температура межгалактического пространства, и она не может упасть ниже 2,725 К. Может показаться, что в природе не может быть места холоднее. Однако это не так.
Точнее, будет не так. Чтобы температура излучения в межгалактическом пространстве опустилась ниже 2,725 К, нужно подождать, пока Вселенная еще немного расширится (она уже и так это делает со скоростью примерно 770 км/с на 3.26 миллионов световых лет). Сейчас старушке-вселенной 13,78 миллиардов лет, а когда станет вдвое больше, реликтового излучения хватит едва ли на один градус выше абсолютного ноля.
А теперь сюрприз: найти такое холодное место во вселенной можно уже сейчас! И даже относительно недалеко от дома: в туманности Бумеранг, которая удобно расположилась в каких-то 5000 световых лет от Земли.
В центре туманности Бумеранг находится умирающая звезда, которая когда-то была желтым карликом, как наше Солнце. Как и остальные звезды того же спектрального класса, звезда в туманности Бумеранг превратилась в красный гигант и закончила жизнь в системе из белого карлика и препланетарной туманности вокруг него.
Планетарная туманность — это остатки периферийного вещества красного гиганта, которое звезда сбросила, когда ее центр сжался до белого карлика. Однако прежде чем превратиться в планетарную туманность, красный карлик должен немного побыть препланетарной туманностью. А если в препланетарной туманности сойдутся все необходимые условия, то температура в ней может опуститься ниже самой низкой во вселенной. Это показали расчёты индийского астронома Равендры Сахая еще до того, как его команда создала температурную карту Бумеранга и удостоверилась, что там действительно невероятно холодно.
Препланетарная туманность возникает, когда температура в ядре звезды повышается, а периферия только начинает отделяться. Выброс вещества происходит чаще всего одним-двумя джетами — потоками плазмы, берущими начало во внешних слоях вещества звезды. Джеты живут совсем недолго по космическим меркам: всего несколько тысяч лет. Если плазма в джетах движется достаточно быстро (а в Бумеранге это так), звезда теряет вещество с огромной скоростью. И именно из-за такой невероятной скорости, с которой вещество уходит из звезды, в ней возникают области, где температура вещества равняется 0,5 К — ниже любого другого места во вселенной.
Причина этого явления в том же, почему воздух, который вы выдуваете сложив губы трубочкой, оказывается холоднее 36,6 °C и холоднее воздуха, который вы выдыхаете с широко открытым ртом. Тепловая энергия молекул расходуется, переходя в кинетическую энергию движения, и воздух остывает.
Самое холодное место во Вселенной
Автор: Маглипогода · Опубликовано 14.06.2020 · Обновлено 27.06.2021
Как вы знаете из курса школьной физики, самая низкая температура – абсолютный ноль, или 0 градусов по Кельвину. По Цельсию это будет – 273 °С. При такой температуре движение атомов в любом веществе должно остановиться. Но это теоретически, так как нигде нет такого холода, даже в космосе.
Всего на 5000 световых лет от Солнце в направлении созвездия Центавра, мы можем обнаружить любопытную протопланетарную туманность. Она состоит из газа, быстро распространяющегося от центральной звезды в основном в двух направлениях. Из-за формы эта туманность иногда называют «галстуком-бабочкой», но обычное её название – «Бумеранг».
Эта туманность очень быстро расширяется. Весь газ был изначально сброшенной оболочкой центральной звезды. Скорость расширения составляет 164 км/с, или 600 000 км/ч. Из-за этого туманность очень холодная – в ней происходит сильное поглощение энергии, которая тратится на расширение.
Туманность Бумеранг не всегда будет оставаться самым холодным местом. Срок жизни протопланетарных туманностей небольшой. Пройдут тысячи или даже несколько десятков тысяч лет, и эта туманность станет обычной планетарной. Газ в ней замедлит свой бег и частично рассеется в огромном пространстве, и эта туманность ничем не будет отличаться от других.
Но на данный момент туманность Бумеранг – самое холодное место во Вселенной. Меньшие температуры ученые получали лишь в лабораторных условиях, а здесь это естественное явление. Конечно, Вселенная велика, и наверняка в ней есть еще немало подобных объектов. Возможно, некоторые окажутся еще немного холоднее, но их еще предстоит открыть.
Дополнительная информация
Температура, как правило, не опускается ниже температуры реликтового микроволнового излучения — того самого, которое осталось со времён Большого взрыва. Температура этого излучения не может опуститься ниже 2,725 К (−270,425 градуса Цельсия) до тех пор, пока Вселенная немного не расширится. Когда возраст нашей Вселенной увеличится вдвое, рекликтовое излучение едва ли на один градус превысит абсолютный ноль.
Откуда такие низкие температурные значения?
В центре туманности доживает свой век умирающая звезда. Когда-то она была желтым карликом, а сейчас заканчивает жизнь в системе из белого карлика и планетарной туманности. Но прежде чем пройти все трансформации, присущие звёздам ее класса, недолгое время она провела в состоянии препланетарной туманности.
Это состояние возникает, когда температура в звёздном ядре повышается, а периферия только-только начинает отделяться. При этом выброс вещества может осуществляться 1–2 джетами (потоками плазмы из внешних слоев вещества звёзды). В туманности Бумеранг плазма двигалась с большой скоростью (
600000 км/ч), при этом очень быстро расширяясь. Именно из-за очень быстрого расширения в туманности возникли области, температура в которых опустилась ниже, чем в любом другом месте Вселенной.
При такой температуре полностью прекращается тепловое движение атомов и исчезают привычные состояния вещества — газ, жидкость, твёрдое тело.
Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти больше интересной информации:
Следите за погодой и климатом вместе с нами!
Самое холодное место Вселенной
Мы все знаем, что в космосе холодно. Гораздо холоднее, чем здесь, на Земле (даже на полюсах). Большинство людей думают, что температура космического пространства — это абсолютный ноль. Но это не так. Астрономы измерили его температуру. И она оказалась равной 2,7 К. То есть 2,7 градуса выше абсолютного ноля. Ведь на самом деле Вселенная заполнена так называемым реликтовым излучением. Оно является остатками Большого Взрыва. Но оказалось, что в космосе все же есть место, где пространство имеет температуру ниже, чем температура реликтового излучения. Оно находится в месте, про которое Вы никогда бы не подумали. Это облако, окружающее умирающую звезду. Оно называется туманностью Бумеранг. И астрономы, измерившие его температуру, поразились — она равнялась 1 К (Кельвина).
Замерзающая туманность
Но почему и как туманность Бумеранг стала такой холодной? Подобные объекты астрономы называют «предпланетарными» туманностями. Это означает, что они представляют собой облака пыли, смешанные с газами, выброшенными из сердца стареющей звезды. В какой-то момент эта звезда станет белым карликом, испускающим большое количество ультрафиолетового излучения. Это заставит окружающее ее облако нагреваться и светиться. Так в конечном итоге умрет и наше Солнце. Но в том моменте эволюции умирающей звезды, который мы сегодня наблюдаем, испускаемое ей вещество очень быстро улетает в космос, при этом расширяясь с огромными скоростями. Это приводит к тому, что материя очень сильно охлаждается. И ее температура опускается до 1 градуса выше абсолютного ноля.
Туманность Бумеранг в радиодиапазоне. Изображение: ALMA
Исследователи, использующие Atacama Large Millimeter Array (массив радиотелескопов в Чили, который изучает облака пыли вокруг других звезд), несколько лет назад изучили туманность. Они хотели понять, почему она выглядит как призрачная «бабочка». На радиоизображении туманности (фото справа), полученном в ходе работы, ученые увидели в центре туманности некий жуткий «призрак». Он состоял в основном из холодного газа и пыли. И его температура была чуть выше абсолютного ноля.
Формирование планетарной туманности
Ультрафиолетовое излучение от нашего уже маленького, но очень яркого Солнца, нагреет облака газа и пыли вокруг него. И астрономы всей Галактики увидят в космосе новую планетарную туманность. Внутренние планеты нашей системы исчезнут. А миры внешней Солнечной системы смогут еще какое-то время поддерживать жизнь. Но, в конце концов, через миллиарды лет, белый карлик остынет. И исчезнет в глубинах космоса навсегда…
Другие холодные места
В нашей Солнечной системе есть один ледяной мир. Это Плутон. Там температура опускается до 44K. Но все же это намного теплее, в окрестностях туманности Бумеранг. Есть в космосе и другие холодные облака газа и пыли. Их называют темными туманностями. Они еще холоднее, чем Плутон. Их температура — от 7 до 15 градусов К.
В первом абзаце статьи мы узнали, что температура космоса составляет 2,7 К. Это температура микроволнового фонового излучения, оставшегося после Большого взрыва. Так как же, спросите Вы, температура туманности Бумеранг может быть ниже, чем тем температура остального космоса? Так происходит потому, что внешние края туманности Бумеранг фактически поглощают тепло из межзвездного пространства. И, возможно, от ультрафиолетового излучения умирающей звезды. Но в своей глубине, куда реликтовое излучение просто не доходит, этот объект остается холоднее космоса. И до сих пор астрономы не нашли во Вселенной места холоднее, чем это.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.