Представьте: вы выходите в открытый космос без скафандра. Солнце светит невероятно ярко, его поверхность раскалена до 5500 °C, а корона — и вовсе до миллионов градусов. Логика подсказывает: вас должно мгновенно испепелить. Но реальность гораздо страннее. Вас не сожжёт за секунду. Более того, в тени вам будет очень холодно. Почему так?
Температура и тепло — не одно и то же
Первое, что нужно понять: температура и тепло — разные вещи. Температура — это мера средней кинетической энергии частиц. Чем быстрее движутся молекулы, тем выше температура. Тепло же — это энергия, которая передаётся от более горячего тела к более холодному.
В космосе частиц очень мало. Межпланетное пространство — это почти идеальный вакуум. В одном кубическом сантиметре там может быть всего несколько атомов, в то время как в воздухе на Земле в том же объёме — около 27 квинтиллионов молекул. Из-за такой разрежённости космическое пространство просто не может «накопить» значительное количество тепла. Температура там определяется не скоростью частиц, а их отсутствием. В глубоком космосе, вдали от звёзд, она близка к абсолютному нулю (–273,15 °C).
Как Солнце греет, не нагревая пространство
Солнце излучает энергию в виде электромагнитных волн — от радиоволн до ультрафиолета. Эти волны могут путешествовать в вакууме, им не нужна среда, в отличие от теплопроводности или конвекции. Когда излучение достигает какого-то объекта — например, Земли, — оно передаёт энергию его частицам. Частицы начинают двигаться быстрее, и объект нагревается.
Получается парадокс: солнечный свет проходит через пространство, не нагревая его, но нагревает то, с чем сталкивается. Космонавт на орбите чувствует это на себе. Если он находится на солнечной стороне, его скафандр поглощает излучение и может нагреться до +120 °C. Но стоит ему уйти в тень Земли, как температура упадёт до –150 °C. Всё потому, что вокруг — вакуум, и единственный способ теплообмена — это излучение. Скафандр сам излучает тепло в холодное пространство и быстро остывает.
Почему же говорят «холодный космос»
Когда мы говорим «в космосе холодно», мы имеем в виду именно эту фоновую температуру — температуру реликтового излучения, оставшегося после Большого взрыва. Оно равномерно заполняет всю Вселенную, и его температура — около –270 °C. Это и есть «температура космоса» в глобальном смысле.
Но стоит отметить, что космос не везде одинаково «холоден». Вблизи звёзд, в туманностях, в верхних слоях атмосфер планет температура может быть очень разной. Однако средняя по больнице, то есть по Вселенной, — это минус 270 по Цельсию. И причина — не в отсутствии Солнца, а в отсутствии вещества, которое могло бы это тепло удерживать.
Что бы произошло с человеком в открытом космосе без скафандра
Голливуд нас обманывает. Вопреки распространённому мифу, вы не замёрзнете мгновенно в ледяную глыбу и не взорвётесь от перепада давления. Вакуум — отличный теплоизолятор. Термос работает именно по этому принципу: между стенками — вакуум, который не даёт горячему чаю быстро остыть.
Человек в космосе без скафандра погибнет, но не от мгновенного холода. Сознание он потеряет через 15–20 секунд из-за нехватки кислорода. Кожа и внутренние органы начнут остывать очень медленно. А вот жидкости на поверхности тела — слюна, влага на глазах — закипят мгновенно из-за резкого падения давления. Но это уже другая тема — про то, почему в вакууме кипит холодная вода.
Космический термос и одеяло для спутников
Инженеры знают о свойствах вакуума и используют их. Спутники и космические аппараты укутывают в многослойную изоляцию — она похожа на блестящее одеяло из майлара. Оно защищает от перегрева на солнце и от переохлаждения в тени. Это и есть тот самый принцип термоса, только в масштабах космического аппарата.
Теперь, глядя на ночное небо, вы понимаете: чёрная бездна между звёздами — это гигантский космический термос. Он не позволяет чаю Вселенной ни закипеть, ни замёрзнуть слишком быстро.
Проголосовало всего 1 : 1 За, 0 Против
