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宇宙空間はなぜ寒い?

宇宙空間てすごく寒いんですよね?-100℃とか200℃とか聞いたことがあるのですが何でこんなに寒いのでしょうか?。

投稿日時 - 2008-11-29 17:43:52

QNo.4516665

暇なときに回答ください

質問者が選んだベストアンサー

#5さんのお答は一部を除いてその通りでしょう。
ただ、次のお答えはどうでしょうか。
>地上で使っているアルコール温度計などの普通の温度計を宇宙空間にさらすと、検温部に衝突する分子を待っている間に、外部との圧力差で破裂してしまします。
ということで、宇宙空間が「寒い」のか「熱い」のかを確かめる方法はなさそうです。

実際に動物を真空空間で実験した方がいて、2~3分で気絶したそうですが、その後生き返ったそうです。
また、アルコール温度計は真空程度では破裂しません。私が実際にアルコール温度計を真空容器にいれても何も起こりませんでした。
また、真空ポンプのホースの口を舌や顔に当てても吸い付くだけでなんともありませんし、皮膚は破れません。ただ、体全体ですとパンパンに膨れることはあるでしょう。
アルコール温度計の温度と絶対温度の違いはあるにしても、暑い寒いの確認はできると思います。

投稿日時 - 2008-11-30 06:37:57

ANo.6

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回答(7)

ANo.7

宇宙空間は実用的な面では完全な真空です
だから熱を持つ物質(この場合は大気)が存在しないので温度そのものがありません
太陽などの輻射を受けた物体の温度が上がっても気温はありません(0℃ということではない)
太陽の輻射を受けない物体は自分の持っている熱を空間に放射して温度が下がります
すべての熱を放射し尽くすと物体の温度は約-273℃になります
宇宙空間が暑かったり寒かったりするのではなく外部からの熱放射を受けて温度が上がるか自分が熱を放射して温度が下がるかの違いです

投稿日時 - 2008-11-30 14:56:10

ANo.5

「寒い」、「暑い」ってなんでしょう。
実は、我々が感じている「温度」は、分子の集団運動としての激しさをさしています。
夏は太陽のエネルギーで分子が激しく運動するので、温度が高くなります。コンロの炎の近くでは分子運動が激しいので熱くなります。
火傷は、激しく運動している分子が皮膚に衝突するので、皮膚の組織が壊れてしまうために起こります。
温度計は、検温部に衝突する分子の運動エネルギーを、たとえば液体の膨張に変えて計っています。
つまり、普通の温度計で測る温度は、分子の集団運動の激しさを計っているので、
多数の分子が検温部に衝突してくれないと、温度を測ることができません。

宇宙空間には、ほとんど分子がない「真空状態」であることはご存知でしょうか。
ほとんど分子がない状態では、いつまで待っても検温部に分子が当らないので、
そもそも、普通の温度計で測る「分子の集団運動としての温度」を定義することはできないと思います。
温度計に衝突する分子がないので、-273.5℃(つまり絶対零度)といってもいいでしょう。

よく「宇宙の温度は3K」(正確には2.74Kだそうです)と言われますが、
この文脈で使われている「温度」は、普通の温度計で測る「分子の集団運動としての温度」ではありません。
「宇宙空間内にある電磁波のエネルギーを温度に換算すると-270.5℃」という意味です。
ちなみに、この電磁波の光子のエネルギーを波長に換算すると、11mmくらいです。

波長が11mmというのも、輻射の温度が3Kというのも、具体的な「長さ」や「温度」を意味しているのではなく、
「エネルギー」の値を長さや温度に対応する単位に換算して言い換えているだけです。
「宇宙に散らばっている電磁波のエネルギーは、-270.5℃だ」といった方が混乱なく正確なのかもしれません。

余談ですが、
この背景放射というのは、ビックバン時に質量を有する粒子と熱平衡にあった光子が持っていたエネルギーが、その粒子と光子との相互作用がなくなった後でも保存されているものだと考えられるので、
背景放射のエネルギーは、ビックバン時の物質の温度(通常の意味での温度です)を推定することができる重要なパラメータです。
この理由から、背景放射のエネルギーについては、eVやJといったエネルギーの単位を使うよりも、
Kといった温度の単位に換算して使うほうが使いやすいから、温度の単位に換算して使っているんだと思います。


宇宙空間においては、
物質の熱平衡としての温度(普通の温度計で測る温度です)と、
電磁波のエネルギーを(ボルツマン定数で割って)温度に換算したものとをしっかり区別することが必要です。
宇宙関係の本を書いている人は、常識的知識として、普通に区別して使っていると思うのですが、
読む方は日常的な感覚でものを捉えてしまいがちですよね。


というわけで、
「宇宙の温度が-270.5℃だ」ということと、
「宇宙空間が寒い」ということとは全く関係ありません。


宇宙空間は、ほんとうに寒いのでしょうか。。

宇宙服を着ないで、宇宙空間に手を出すと、
皮膚が体内の圧力(ほぼ大気圧)と体外の宇宙空間の圧力(ほぼ0気圧)との差を支えきれずに、暑いか寒いかを感じる前に体が爆発してしまいまう、と考えられているので、
誰も宇宙空間に手をかざして、「あ、寒い」という人はいまだかつていません。
地上で使っているアルコール温度計などの普通の温度計を宇宙空間にさらすと、検温部に衝突する分子を待っている間に、外部との圧力差で破裂してしまします。
ということで、宇宙空間が「寒い」のか「熱い」のかを確かめる方法はなさそうです。

投稿日時 - 2008-11-30 03:32:45

ANo.4

物質が集中している惑星などは太陽のエネルギーを受けて振動し、
発熱運動をするものがいっぱいありますが、真っ暗な宇宙空間は
単位体積あたりにある原子が極めて少ないため、熱を集中的に
貯めておけません。このため、星と星の間の真っ暗な空間は
絶対温度3K(背景放射)という極低温になります。

>A No.2の方へ
絶対温度Kにはマイナス温度はありませんので、ご注意を。

投稿日時 - 2008-11-29 18:46:59

ANo.3

太陽光線が直接当ると、物質は宇宙空間でも相当な高熱になるそうですよ。
地球が暖かいのは、常に太陽からの熱が供給されているからでしょう。
日中と太陽が当らない夜との繰り替えしの中で、地面や空気が保温の役目を果たしているからで、人が暮らす適温を保っているだけです。

太陽光線とか何かから熱を供給されて土地や空気等物質が暖められても、続けて熱が供給されなければ時間と共に熱は放熱されて冷えてしまいます。
地中深くはどろどろに溶けて高温である地球であっても、太陽光線を遮断されれば地表はすぐに氷の世界になってしまいます。
ましてや宇宙の真空空間では直ちに熱が発散されてしまい、自然の物質が持っている温度に成って、相当な低温になってしまうのでしょう。

投稿日時 - 2008-11-29 18:20:22

ANo.2

熱とは、分質が振動や運動してその結果温度が生じます
例えば私たちの住んでいる地表付近は、空気のいろんな分質例えば酸素、窒素などが動き回っています、太陽から放射された分質によって大気中の酸素や窒素が振動して熱を出していると考えてよいでしょう
ところが、宇宙空間では、振動したるする分質がほとんどありませんですから、宇宙空間では寒いのです、人工衛星の表面は太陽に当たると300度以上になると聞きましたが夜になるとマイナスと聞きました
宇宙空間はもっと寒いですよ(^^)
研究の中にー3度Kの背景放射と言うのが有ります、これは絶対温度ですから、もっと寒いですよ

投稿日時 - 2008-11-29 17:59:44

ANo.1

空気がないから

投稿日時 - 2008-11-29 17:56:31

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