Vieš, prečo je vesmír ľadový, keď má Slnko milióny stupňov? Toto ti o vesmíre nikdy nepovedali
Vo vesmíre takmer nič nie je, a preto sa tam teplo nedokáže udržať. Práve to spôsobuje, že priestor okolo nás je ľadový, aj keď Slnko žiari obrovskou energiou.
Na jednej strane ohnivá guľa schopná roztaviť kov. Na druhej strane nekonečný mrazák, v ktorom by zamrzol aj tvoj mobil. Ako je možné, že uprostred slnečnej sústavy máme extrémne horúce Slnko a pritom je všade okolo neho takmer absolútna nula?
Presne tento paradox vysvetľuje tvorca populárneho vedeckého kanála Explaining Everything, známy tým, že zložité javy rozkladá do vtipných, pochopiteľných príkladov. Podobnú otázku riešil aj portál IFLScience, ktorý upozorňuje, že ide o jednu z najčastejších mätúcich predstáv o vesmíre. A teraz si to všetko dáme dokopy.
Horúce Slnko neznamená horúci vesmír
Začnime faktami. Povrch Slnka má približne 5500 stupňov Celzia, jadro má vyše 15 miliónov stupňov a jeho koróna, čo je paradoxne najvzdialenejšia vrstva, dosahuje až 3,5 milióna stupňov Celzia. To nedáva zmysel samo o sebe, ale horšia otázka je iná, prečo potom vesmír naokolo nás nemá aspoň trochu príjemné teplo?
Odpoveď je jednoduchá: vesmír je prázdny. Takmer dokonale. A prázdnota má jednu supervlastnosť – nevie udržať teplo.
Teplo necítime zo Slnka priamo. Zem si ho musí „vyrobiť“
IFLScience upozorňuje na základnú vec, ktorú si veľa ľudí pletie. Predstavujeme si Slnko ako obrovský táborák, od ktorého sa Zem „ohrieva“. Ale takto to vôbec nefunguje.
Teplo, ktoré cítiš na pokožke, nevychádza zo Slnka. Vzniká až tu na Zemi, keď slnečné žiarenie narazí do molekúl vzduchu, pôdy či vody. Tieto častice sa začnú triasť, narážať do seba a vytvárať teplo. Bez nich necítiš nič.
A vo vesmíre? Presne tak, tam takmer žiadne molekuly nie sú. Takmer žiadne častice, ktoré by sa dokázali ohriať. Slnečné svetlo preletí okolo a nemá na čom zanechať svoju energiu.
Vesmír je studený, lebo v ňom nič neudrží teplo
Teplo sa dokáže šíriť len tromi spôsobmi: dotykom, pohybom vzduchu a svetlom. Na Zemi fungujú všetky tri. Keď sa dotkneš horúcej šálky, ohrieva ťa vedenie. Keď teplý vzduch stúpa a studený klesá, pracuje prúdenie. A keď na teba svieti slnko, energiu dostávaš žiarením.
Vo vesmíre však prvé dva spôsoby úplne miznú.
- Aby fungovalo vedenie, musel by si sa dotýkať nejakého materiálu, no v prázdnom priestore niet čoho.
- Aby fungovalo prúdenie, musel by tam byť vzduch, ktorý by sa hýbal, ale vesmír je takmer úplné vákuum.
- Zostáva len žiarenie. To znamená, že objekt sa zohrieva len vtedy, keď naň dopadá svetlo alebo iná forma žiarenia. A keď je v tieni, okamžite začína strácať energiu do prázdna.
Práve preto je väčšina vesmíru extrémne studená. Teplota „pozadia“ má len približne -270 stupňov Celzia, čo je takmer najnižšia možná teplota. Vesmír je jednoducho obrovský priestor, kde teplo nemá čo udržať ani kam sa prenášať.
Čo sa stane, keď tam dáš materiál
A teraz prichádza ďalší zaujímavý fakt, na ktorý upozornil server IFLScience. Vesmír nie je „studený“ v klasickom zmysle slova. On je skôr „teplotne inertný“. Ak tam položíš vec, ktorá zachytáva slnko, okamžite sa začne prehrievať.
Najlepšie to vidno na sonde Parker Solar Probe od NASA. Je to najodvážnejšia vesmírna misia v dejinách, žiadny ľudský stroj sa ešte k Slnku nepriblížil tak veľmi ako ona.
Keď sa Parker dostane k slnečnej koróne, jeho tepelný štít musí zvládnuť extrémnych 1400 °C. A teraz prichádza pointa:
vesmír okolo nej je stále ľadový, ale samotný štít sa žeravo rozpáli.
Možno sa teraz pýtaš, ako je to možné. Pretože štít je skutočný materiál, pevná plocha, do ktorej môže dopadať slnečné žiarenie. A keďže to nie je prázdnota, žiarenie sa už má na čom „zastaviť“. Materiál pohltí obrovské množstvo energie a začne sa rýchlo ohrievať.
Je to podobné, ako keď dáš ruku pred silné svetlo. Vzduch okolo je chladný, ale tvoja ruka horí teplom, lebo svetlo dopadá priamo na ňu.
Vo vákuu sa teplo neprenáša dotykom ani vzduchom, ale keď sa do cesty žiareniu postaví objekt, začne ho absorbovať a prehrievať sa, presne to sa deje aj so sondou Parker.
NASA preto vybavila Parker Solar Probe obrovským bielym tepelným štítom, ktorý musí zvládnuť gigantické dávky slnečnej energie, zatiaľ čo prístroje ukryté za ním zostávajú v teplote blízkej izbovej.
Vesmír sám osebe nič nezohrieva. Ale ak mu dáš objekt, Slnko si ho vezme „na paškál“ veľmi rýchlo.
Extrémy, ktoré by tvoje telo vo vesmíre nezvládlo
Astronauti to poznajú veľmi dobre. Ich skafandre musia zvládať extrémy, na slnku až cez stovku stupňov, v tieni hrozných -150 až -200 °C. Preto majú tekutinové chladenie, reflexné vrstvy a radiátory. Sú to chodiace klimatizácie.
A bez skafandra? Nie, tvoje telo sa neroztrhne ani ti neexploduje hlava, ako to ukazujú vo filmoch. V skutočnosti sa stane niečo oveľa menej dramatické, ale stále smrteľné.
V otvorenom vesmíre je tlak takmer nulový, takže vzduch v pľúcach by sa okamžite začal rozpínať. Stačilo by pár sekúnd, aby ti poškodil pľúca, ak by si sa pokúsil zadržať dych. Ak však vzduch prudko vypustíš von (čo je správna reakcia), k explózii nič nevedie.
Hlava ani telo sa neroztrhnú. Tkanivá sú pevné a drží ich pokožka, nie je to balón naplnený plynom.
Potom začne pôsobiť ďalší efekt. Slnko ťa môže krátko zohriať, pretože svetelné žiarenie dopadá priamo na tvoju pokožku. No keďže tam nie je vzduch, ktorý by rozvádzal teplo, ani pot, ktorý by sa odparoval, tvoje telo sa nedokáže ochladzovať.
Následne začneš veľmi rýchlo strácať teplo žiarením do prázdnoty a tvoje telo sa začne ochladzovať. Nie šokom, nie výbuchom, jednoducho stratou energie do priestoru, ktorý ju neudrží.
Každopádne, dlhodobo by si to neprežil, vesmír „nehrá fér“ a tvoje telo je na Zem nastavené až príliš dobre.
Najväčšia irónia vesmíru
Explaining Everything to vystihol skvele: vesmír nie je studený preto, že by niečo chladné obsahoval. Je studený preto, že neobsahuje takmer nič. Slnko síce neustále vystreľuje energiu, no keď v jeho okolí nie je nikto a nič, kto by ju prijal, žiarenie jednoducho preletí okolo.
Je to presne ako sedieť pri ohni v prázdnej hale bez vzduchu. Svetlo vidíš, ale vzduch ťa neohrieva, lebo tam žiadny vzduch nie je.
A to je podstata tohto paradoxu, najväčší ohnivý kotol v okolí pláva v najväčšom mrazáku vôbec.
Komentáre