Obwohl Science-Fiction-Filme uns glauben machen würden, dass der Weltraum unglaublich kalt ist – sogar eiskalt – ist der Weltraum selbst nicht gerade kalt. Tatsächlich hat es überhaupt keine Temperatur.
Temperatur ist ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der sich Partikel bewegen, und Wärme ist die Energie, die die Partikel eines Objekts haben. In einem wirklich leeren Raum gäbe es also keine Partikel und Strahlung, was bedeutet, dass es auch keine Temperatur gibt.
Natürlich ist der Weltraum voller Teilchen und Strahlung, um Wärme und eine Temperatur zu erzeugen. Wie kalt ist der Weltraum, gibt es eine Region, die wirklich leer ist, und gibt es irgendwo, wo die Temperatur auf den absoluten Nullpunkt fällt?
Verwandt: Was ist der kälteste Ort im Universum?
Wie Sterne den Weltraum aufheizen
Die heißesten Regionen des Weltraums sind unmittelbar in der Nähe Sternedas alle Bedingungen enthält, um die Kernfusion in Gang zu bringen.
Richtig warm wird es, wenn die Strahlung eines Sterns einen Punkt im All mit vielen Teilchen erreicht. Dies ergibt die Strahlung von Sternen wie die Sonne etwas, worauf man tatsächlich reagieren kann.
Deshalb Erde ist viel wärmer als die Region zwischen unserem Planeten und seinem Stern. Die Wärme kommt von Partikeln in unserer Atmosphäre, die mit Sonnenenergie vibrieren und dann aufeinander stoßen und diese Energie verteilen.
Die Nähe zu unserem Stern und der Besitz von Partikeln sind jedoch keine Garantie für Wärme. Quecksilber – der Sonne am nächsten – ist tagsüber glühend heiß und nachts eisig kalt. Seine Temperaturen fallen auf einen Tiefststand von 95 Kelvin (-288 ⁰Fahrenheit/-178 ⁰Celsius).
Die Temperaturen tauchen bis auf -224⁰C (-371⁰F) auf Uranuswodurch es noch kälter ist als auf dem sonnenfernsten Planeten, Neptundie eine immer noch unglaublich kalte Oberflächentemperatur von -353 ⁰F (-214 ⁰C ) hat.
Dies ist das Ergebnis einer Kollision mit einem erdgroßen Objekt zu Beginn seiner Existenz, die dazu führte, dass Uranus die Sonne in einer extremen Neigung umkreiste, wodurch er nicht in der Lage war, an seiner inneren Wärme festzuhalten.
Weit entfernt von Sternen sind die Teilchen so verteilt, dass eine Wärmeübertragung über alles andere als Strahlung unmöglich ist, was bedeutet, dass die Temperaturen radikal sinken. Diese Region wird als interstellares Medium bezeichnet.
Die kältesten und dichtesten molekularen Gaswolken im interstellaren Medium können Temperaturen von 10 K (-505 ⁰F/-263 ⁰C oder ) haben, während weniger dichte Wolken Temperaturen von bis zu 100 K (-279 ⁰F/-173 ⁰C) haben können.
Was ist kosmische Hintergrundstrahlung?
Tee Universum ist so groß und mit einer solchen Vielzahl von Objekten gefüllt, von denen einige glühend heiß, andere unvorstellbar kalt sind, dass es unmöglich sein sollte, dem Weltraum eine einzige Temperatur zuzuordnen.
Dennoch gibt es etwas, das unser gesamtes Universum mit einer Temperatur durchdringt, die auf 1 Teil von 100.000 einheitlich ist. Tatsächlich ist der Unterschied so unbedeutend, dass die Änderung zwischen einem Hotspot und einem Coldspot nur 0,000018 K beträgt.
Dies ist bekannt als die kosmischer Mikrowellenhintergrund (CMB) und es hat eine gleichmäßige Temperatur von 2,7 K (-45⁰F/-270⁰C). Da 0 K der absolute Nullpunkt ist, ist dies eine Temperatur, die nur 2,725 Grad über dem absoluten Nullpunkt liegt.
Das CMB ist ein Überbleibsel eines Ereignisses, das sich nur 400.000 nach dem ereignete Urknall genannt die letzte Streuung. Dies war der Punkt, an dem das Universum aufhörte, danach undurchsichtig zu sein Elektronen an Protonen gebunden, die Wasserstoffatome bilden, die Elektronen daran hinderten, Licht endlos zu streuen, und Photonen ermöglichten, sich frei zu bewegen.
Als solches stellt dieses im Universum „eingefrorene“ fossile Relikt den letzten Punkt dar, an dem Materie und Photonen temperaturmäßig ausgerichtet waren.
Die Photonen, aus denen das CMB besteht, waren nicht immer so kalt und brauchten etwa 13,8 Milliarden Jahre, um uns zu erreichen, wie die Expansion des Universums hat rotverschoben diese Photonen auf niedrigere Energieniveaus.
Als das Universum viel dichter und heißer war als heute, wird die Anfangstemperatur der Strahlung, aus der die CMB besteht, auf etwa 3.000 K (5.000 °F/2.726⁰C) geschätzt.
Da sich das Universum weiter ausdehnt, bedeutet das, dass der Weltraum jetzt kälter ist als je zuvor und es wird kälter.
Was würde passieren, wenn Sie dem Weltraum ausgesetzt wären?
Wenn ein Astronaut alleine eindriften würde Platz dann konnte die Exposition gegenüber dem Beinahe-Vakuum des Weltraums einen Astronauten nicht einfrieren, wie es oft in Science-Fiction dargestellt wird.
Es gibt drei Arten der Wärmeübertragung: Wärmeleitung, die durch Berührung auftritt, Konvektion, die auftritt, wenn Flüssigkeiten Wärme übertragen, und Strahlung, die durch Strahlung auftritt.
Leitung und Konvektion können im leeren Raum aufgrund des Mangels an Materie nicht stattfinden, und die Wärmeübertragung erfolgt langsam allein durch Strahlungsprozesse. Dies bedeutet, dass Wärme im Weltraum nicht schnell übertragen wird.
Da das Gefrieren Wärmeübertragung erfordert, würde ein exponierter Astronaut – der Wärme allein durch Strahlungsprozesse verliert – aufgrund des Mangels an Atmosphäre viel schneller an Dekompression sterben, als er erfriert.
Zusätzliche Ressourcen
Weitere Informationen zu den Eigenschaften des Weltraums finden Sie unter “Astrophysik für Eilige (öffnet in neuem Tab)” von Neil deGrasse Tyson und “Ursprünge des Universums: Der kosmische Mikrowellenhintergrund und die Suche nach der Quantengravitation (öffnet in neuem Tab)“ von Keith Cooper.
Literaturverzeichnis
- Harvard Universität,”Der menschliche Körper im Weltraum: Fakten von Fiktion unterscheiden (öffnet in neuem Tab)“, Juli 2013.
- NASA,”Schwankungen im kosmischen Mikrowellenhintergrund (öffnet in neuem Tab)“, abgerufen im Juli 2022.
- NASA,”Kosmischer Mikrowellenhintergrund (öffnet in neuem Tab)“, Juli 2022.
- NASA,”Eta Carinae (öffnet in neuem Tab)“, September 2020
- Paul Sutter“,Sie werden nicht im Weltraum erfrieren (öffnet in neuem Tab)“, Forbes, April 2019.