Warum heizt sich der Weltraum um die Sonne nicht enorm auf. Die Sonne heizt dort schon Milliarden von Jahren und es bleibt immer kalt dort?
wo geht diese ganze wärme hin, weil energie geht ja nie verloren
11 Antworten
Die Kälte leerer Räume ist ein physikalisches Märchen! Die Temperatur ist eine Körpereigenschaft. Wo kein Körper ist, dort gibt es also auch keine Temperatur.
Ein beliebiger Körper im Weltraum kann sich unter dauerhafter Sonnenbestrahlung wohl auf (schätzungsweise) 100-200 °C aufheizen. Ein dauerhaft voll beschatteter Körper im Weltraum dagegen kühlt sich ab bis auf etwa 3 Kelvin, also minus 270°C.
Der Erdboden wird unter Sonnenbestrahlung nicht ganz so heiß, da wird Wärme neben der Abstrahlung auch durch Wasser und Luft abgeführt, durch Wärmeleitung, Konvektion und Wasserverdunstung.
Die Sonnenwärme wird ganz allein durch Abstrahlung abgeführt. Wo von der Wärmestrahlung der Sonne ein Körper getroffen wird, wird der aufgeheizt. Die Sonnenenergie verteilt sich im Raum in Gestalt von Strahlungswärme. Dabei nimmt die Strahlungsintensität mit dem Quadrat der Entfernung ab, weil sich die Strahlung mit zunehmender Entfernung auf größere bestrahlte Flächen verteilt. Wo sich die Strahlung ungehindert ausbreitet, ist somit mit zunehmender Entfernung deren Energie in einem Raumwinkel konstant. Dabei geht die jeweils bestrahlte Fläche rechnerisch in das Unendliche und die Strahlungsintensität gegen null.
..ausser dort, wo es sehr kalt ist. Beide Extreme existieren im Weltraum.
Das ist so zumindest grob missverständlich. Das hört sich wieder so an wie die Suche nach dem "warmen Ort" oder "kalten Ort" im leeren Raum. Du kannst im Kosmos nur Körper mit unterschiedlichen Temperaturen ausfindig machen. Natürlich ist der Kern der Sonne heißer als die der Sonne gerade abgewandte Oberfläche des Mondes.
Richtig, Energie kann nicht verloren gehen und tut sie auch nicht. Die Sonne z.B. strahlt Energie ab, hauptsächlich in Form von elektromagnetischer Strahlung. Damit sich was aufheizen kann braucht es aber ein Medium, z.B. Gas oder eben eine andere Form der Materie, denn Wärme ist Bewegung von Atomen bzw. Molekülen und diese fehlen im All. Zwar gibt es im All auch einige Atome / Kubikmeter, aber das reicht natürlich nicht aus, um Materie aufzuheizen. Nur in Bereichen des Alls, wo sich Materie ausreichend verdichten kann, kann Materie auch stark aufgeheizt werden, z.B. durch einen nahen Stern. Ansonsten aber hat auch das All als Gesamtheit eine gewisse Temperatur (ca. 2,73 K bzw. - 270,4 Grad Celsius), trotz des quasi fehlenden Mediums, diese Temperatur entsteht durch die Hintergrundstrahlung, quasi die Restwärme des Urknalls. Diese Temperatur wird in ferner Zukunft weiter fallen, wegen der zunehmenden Ausdehnung des Alls (Abnahme der Energiedichte), aber der absolute Nullpunkt wird nie komplett erreicht.
Vereinfacht gesagt ist Temperatur eine Eigenschaft von Materie: Atome bzw. Moleküle werden in Bewegung gesetzt, je schneller, desto höher ist die Temperatur. Wo aber keine Atome oder Moleküle sind (der Weltraum ist ein fast perfektes Vakuum), dort herrscht auch keine Temperatur.
Im Weltraum ist es nicht kalt, es fehlt nur die Materie, die sich erwärmen könnte.
Näheres dazu unter https://www.weltderphysik.de/thema/hinter-den-dingen/wie-kalt-ist-das-weltall/
und auch http://www.clearskyblog.de/2013/01/22/kinderfragen-wie-kalt-ist-es-im-weltall/
Ein wenig warm ist es da schon, aber keinesfalls nach unseren irdischen Maßstäben.
Nur materie kann temperatur haben. Die sonne gibt einen dünnen teilchenstrom ab, den sonnenwind. Dieser ist sehr heiß, hat aber sehr geringe dichte.
https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenwind
langsamer Sonnenwind: 150 bis 500 km/s, 1,4 · 106 K bis 1,6 · 106 K
schneller Sonnenwind: 300 bis 750 km/s, 8 · 105 K
Der sonnenwind erhitzt die Erde nur wenig (äußert sich aber in form kosmischer strahlung), der hauptteil kommt in form von elektromagnetischer strahlung (infrarot, licht, ultraviolett) und wird in der atmosphäre und am boden in wärme verwandelt. Auf der nachtseite wird die energie wieder abgestrahlt. Das universum ist nun mal sehr leer und sehr kalt, das heißt von der nachtseite kommt kaum strahlung, da strahlen wir vor allem ins universum ab.
Die sonnennahen planeten Merkur und Venus sind deutlich heißer als die Erde. Insofern stimmt es schon: Was in sonnennähe ist, wird aufgeheizt.
Wenn du nun einen satelliten in die umlaufbahn schickst, wird dieser auf der sonnenseite aufgeheizt und auf der schattenseite strahlt er selbst wärme ins universum ab. Die mittlere temperatur wird, sofern keine aktiven elemente im satelliten wärme erzeugen, unter der auf der erdoberfläche liegen, da auf der erde zusätzlich der treibhauseffekt zum tragen kommt.
Der spruch "Die Sonne ist kalt! Muss man wissen!" ist unwissenschaftlicher unfug.
Übrigens: Im Sinne der landläufig "gefühlten Temperatur" ist es im Weltraum des Sonnensystems ganz brutal heiß: Im leeren Weltraum wird ja die Sonnenstrahlung nicht wie am Erdboden durch die Atmosphäre gedämpft. Da würde (rein fiktiv) Deine sonnenbestrahlte ungeschützte Haut minutenschnell verbrennen. In dem Sinne gilt also: Im Weltraum ist es sehr heiß!