Πώς μετράνε τη θερμοκρασία στον εξωτερικό χώρο;
Οι προκλήσεις:
* Χωρίς ατμόσφαιρα: Σε αντίθεση με τη Γη, ο χώρος έχει σχεδόν τέλειο κενό. Η θερμοκρασία, όπως το καταλαβαίνουμε (που σχετίζεται με την κίνηση των μορίων), δεν ισχύει πραγματικά σε αυτό το πλαίσιο.
* Ακτινοβολία: Αντί για τα μόρια αέρα, ο χώρος είναι γεμάτος με ακτινοβολία, τόσο από τον ήλιο όσο και από άλλα ουράνια αντικείμενα. Αυτή η ακτινοβολία φέρει ενέργεια, και αυτό είναι που πραγματικά μετράνε τα όργανα.
* Vastness: Ο χώρος είναι απίστευτα μεγάλος και οι θερμοκρασίες μπορούν να ποικίλουν δραστικά ανάλογα με την τοποθεσία και την εγγύτητα σε πηγές θερμότητας όπως τα αστέρια.
Πώς μετράται:
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν εξειδικευμένα όργανα για τη μέτρηση της ακτινοβολίας, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να μετατραπούν σε τιμές θερμοκρασίας:
* Θερμόμετρα υπέρυθρων: Αυτά τα όργανα μετρούν την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπεται από αντικείμενα. Δεδομένου ότι τα θερμότερα αντικείμενα εκπέμπουν περισσότερη υπέρυθρη ακτινοβολία, αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας τους.
* Ραδιομέτρες: Αυτές οι συσκευές μετρούν τη συνολική ακτινοβολία που λαμβάνεται από μια συγκεκριμένη περιοχή του χώρου. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της συνολικής θερμοκρασίας αυτής της περιοχής.
* φασματόμετρα: Αυτά τα όργανα αναλύουν το φάσμα του φωτός που εκπέμπεται από αντικείμενα, επιτρέποντας στους επιστήμονες να καθορίζουν τη θερμοκρασία και τη σύνθεσή τους.
ερμηνεία των αποτελεσμάτων:
Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι οι θερμοκρασίες που μετρούνται στο διάστημα δεν είναι οι ίδιες με τη θερμοκρασία "αισθάνεται σαν" που βιώνουμε στη Γη. Εδώ είναι μια κατανομή:
* Κινητική θερμοκρασία: Αυτό αναφέρεται στη μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων σε μια ουσία, την οποία συνήθως θεωρούμε ως "θερμοκρασία". Δεν μετράται άμεσα στο διάστημα.
* Θερμοκρασία ακτινοβολίας: Αυτή είναι η θερμοκρασία που θα είχε ένα αντικείμενο εάν ήταν σε θερμική ισορροπία με το πεδίο ακτινοβολίας που το περιβάλλει. Αυτό μετράει πραγματικά τα όργανα.
Παράδειγμα:
Η μέση θερμοκρασία της ακτινοβολίας φόντου κοσμικού μικροκυμάτων είναι περίπου 2,7 kelvin (-454,8 βαθμοί Fahrenheit). Αυτό σημαίνει ότι εάν ήσασταν στο διάστημα, που περιβάλλεται από αυτή την ακτινοβολία, θα απορροφούσατε αυτή την ενέργεια και το σώμα σας θα φτάσει τελικά σε αυτή τη θερμοκρασία. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι υπάρχει μια ομοιόμορφη θερμοκρασία "αέρα" των -454,8 βαθμών F σε όλο το σύμπαν.
Συμπερασματικά, η μέτρηση της θερμοκρασίας στο διάστημα είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει την κατανόηση της αλληλεπίδρασης της ακτινοβολίας και της ύλης. Δεν πρόκειται μόνο για τη μέτρηση της θερμοκρασίας "αέρα" όπως κάνουμε στη Γη, αλλά για την ποσοτικοποίηση της ενέργειας που μεταφέρεται από την ακτινοβολία.
