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太陽系的巨大空間無比寒冷,為什麼太陽光照射到地球卻變熱了?

太陽是一顆巨大的恆星,它給地球帶來了光和熱,而地球生命和人類的誕生也離不開太陽給地球帶來的適宜溫度,可以說太陽是地球生命的母親一點也不為過。

在人類沒有走進科技發展的道路之前,先知的一些人們已經認知到太空的存在,知道地球之外是一個無比浩瀚的宇宙,而太陽是太陽系的中心,可是那個時候,人們對太空基本一無所知,更不知道太空的溫度到底是什麼樣的。

可能在很多古人的眼裡,地球因為太陽的照射都能夠有如此的溫度,那麼在太陽生存的太空中,那溫度應該更高吧。可是隨著人類走進科技發展的道路,走出地球之後,才知道太空可不是一個溫暖的空間,那裡的溫度非常低,可以說是無比寒冷。

這個時候,很多人心中就產生了一個疑問:太陽和地球之間的太空無比寒冷,為什麼太陽光照射到地球後卻變熱了,這是什麼道理?其實要弄明白這個問題,首先要對溫度的發熱有一個清晰的認知才行。我們能夠感受到物體的溫度,也能夠感受到太陽光照射到地球後不斷升高的溫度。

為什麼物體的溫度會有變化,到底是什麼因素決定著物體的溫度?過去人們很難從宏觀的層面去理解溫度的變化,直到人類開始研究微觀領域,走進微觀世界後才真正弄明白了溫度的變化之謎。原來溫度的本質就是分子熱運動的劇烈程度。

當分子的運動越來越劇烈的時候,物體的溫度也在不斷升高,反之溫度會不斷降低,之所以溫度有絕對零度這個下限值,就是因為分子的極限運動就是靜止,只要它完全靜止不動,也就沒有了分子運動,溫度自然也就降到了最低。

了解完分子的運動和溫度的關係,我們明白了,溫度想要升高必須要有分子的運動才行,而分子是組成物質的基本單位,也就是說溫度的體現需要一個載體,這個載體從微觀領域來看,那就是各種分子,從宏觀來分析,那就是各種氣體,塵埃等物質。

看完這個,我們再回到太空中,我們都知道太空其實是一個真空狀態,當然這種真空並不是說太空毫無物質,太空其實並不空,其中充斥著大量高能粒子,可是這些高能粒子看上去很多,可是分散在浩瀚的宇宙當中,它的密度就非常低了。比如,每立方厘米的星際空間中,約只有0.26個原子,而在海平面處,每立方厘米的空氣約有5.37x10^19個原子。從這個簡單的比例中就可以看出,這個「太空」還真是太空。

在如此稀薄物質的太陽和地球的空間中,沒有大量溫度的載體物質的存在,因此絕大部分光子將暢通無阻通過太空到達了大氣層以及海洋和地表,接下來就是地球整個大氣、水以及岩石圈的整個範圍。太空雖然非常空,粒子的密度小到可以忽略不計。

可是一旦進入地球後,情況就完全不同了,地球可是一個物質世界,從最外層的大氣層一直到地底世界,都是由物質組成,這些都可以充當溫度的載體,所以當太陽光進入地球大氣層之後,就可以加劇大氣層,塵埃,岩石等物質中的分子運動,所以大氣,塵埃,岩石的物質就會不斷上升,從而讓整個地球的溫度上升。

當然,不同的載體物質對溫度的傳導程度也是不同的,有的物質載體對溫度的傳導作用很小,可有的物質能力則非常強,比如二氧化碳。二氧化碳作為溫度載體,它允許太陽光照射進來,卻不允許波段較低的紅外輻射散出去,它非常霸道地將進入大氣層的溫度保護起來,不讓它們逃脫。

對於一顆星球來說,想要保持一個不錯的溫度,必須要有二氧化碳的參與,它是這方面的權威。可是任何事物都有物極必反,二氧化碳的濃度太高了,對於一顆星球來說可就不是好事了,比如金星表面的溫度達400多度,按道理來說,金星是地球的鄰居,處在宜居帶內,它表面的溫度應該和地球差不多才對。

可是由於金星大氣層96%以上的物質都是二氧化碳,導致金星的溫室效應特別嚴重,溫度也越來越高,這樣的星球很難誕生生命,如果金星大氣中的二氧化碳濃度在合理的範圍,有可能金星也會是一顆美麗的生命星球,而不是現在這樣的煉獄星球。

事實上,地球近年來的溫度也在不斷上升,原因就是工業污染帶來的溫室氣體,讓大氣中的二氧化碳濃度一年比一年高,溫室效應越來越明顯,全球氣溫也是一年比一年高。如果人類再不好好保護地球,不注重溫室氣體的排放,有可能在未來地球也會變成像金星那樣的煉獄星球。

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