اگر خورشید زمین را گرم می‌کند، چرا فضا این قدر سرد است؟

به‌گفتن وب‌سایتی علمی به گمان زیاد از ما انتظار می‌رود که مدام به سوال‌های اساسی‌تر همانند گمان وجود حیات در جهان‌های دیگر، ماده تاریک، اکتشافات تحول‌آفرین جیمز وب و دیگر موارد شبیه بپردازیم. اما مردم بعضی اوقات اوقات دچار سوال‌های ساده‌تر می باشند؛ همانند این که چرا نمی‌توان با آهنربا، ماشین را به پیش راند یا چرا خورشید با وجود گرمابخشی به زمین، فضا را گرم نمی‌کند.

فضای ماوراء جو زمین محیط سردی است. دمای آنجا به‌طور متوسط به منفی ۲۷۰٫۴۵ تا منفی ۴۵۴٫۸ درجه سانتیگراد می‌رسد. درمقابل، خورشید واقعا زیاد داغ است. دمای هسته خورشید بیشتر از ۱۵۰ میلیون درجه سانتیگراد برآورد می‌بشود، درحالی‌که دمای سطح آن یعنی فوتوسفر نزدیک به ۵۵۰۰ درجه سانتیگراد و دمای تاج خورشید (اتمسفر بیرونی) ۳٫۵ میلیون درجه سانتیگراد است.

بعد چرا فضا گرم نیست؟ خوب این تناقض به گمان زیاد از‌آن‌جایی که ناشی می‌بشود که مردم به خورشید به‌گفتن آتشی داغ فکر می‌کنند که زمین را همانند غذایی که نزدیک شعله قرار دارد، داغ می‌کند. اما سیاره‌ها به این شکل گرم نمی‌شوند.

گرمایی که روی زمین حس می‌کنیم، انرژی گرمایی مستقیم خورشید نیست، بلکه نتیجه برهم‌کنش تابش‌های خورشیدی و ذرات روی زمین است.

گرما به شکل تابش در جهان حرکت می‌کند؛ موج فروسرخ انرژی که از اجسام گرم‌تر به اجسام سردتر حرکت می‌کند. امواج تابشی مولکول‌هایی را که با آن‌ها در تماس قرار می‌گیرند، برانگیخته می‌کنند و علتگرم شدن آن‌ها خواهد شد. به این شکل گرما از خورشید به زمین می‌رسد، اما مسئله مهم این است که تابش فقط مولکول‌ها و موادی را گرم می‌کند که مستقیما در مسیر آن قرار دارند. بقیه چیزها سرد باقی می‌ماند. سیاره عطارد را درنظر بگیرید که در طول روز دمای آن برای تابش‌های خورشیدی می‌تواند به ۴۳۰ درجه سانتیگراد برسد، اما دمای شبانه آن تا منفی ۱۸۰ درجه سانتیگراد افت می‌یابد.

فضا خلاء و اساسا خالی است. مولکول‌های گاز در فضا زیاد کم و زیاد دور از هم می باشند به‌طوری‌که نمی توانند مرتبا با هم برخورد کنند. به این علت، حتی وقتی که خورشید آن‌ها را با امواج فروسرخ گرم می‌کند، انتقال آن گرما ازطریق رسانش ممکن نیست. علاوه‌بر‌این، همرفت (شکلی از انتقال گرما که در وجود گرانش اتفاق می‌افتد) در پراکنش گرما در سراسر زمین نقش دارد، اما در محیط گرانش صفر فضا اتفاق نمی‌افتد.

در محیط فضا ذرات کمتری برای تعامل با تابش‌های خورشید وجود دارد، به این علت امکان گرم شدن ازطریق تابش‌های خورشیدی وجود ندارد. اگرچه این بدان معنی نیست که می‌توانید سفینه فضایی را نزدیک خورشید ببرید و انتظار داشته باشید دمای زیاد سردی را توانایی کند.

هنگامی مواد را در مسیر تابش‌های خورشیدی قرار دهید، دمای آن‌ها افزایش اشکار می‌کند. برای مثال، در نزدیک‌ترین حالت، سپرهای خورشیدی کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا با دمای ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد روبه رو خواهند شد. یقیناً فضاپیما از ابزارهای علمی خود محافظت خواهد کرد و دمای آن‌ها تا این حد بالا نخواهد رفت.