Por supuesto, también hay cosas muy calientes. Por ejemplo Soles.
Pero, ¿no es el vacío del espacio la contención perfecta para el calor? Y la rara colisión con partículas, ¿no debería incluso calentar un objeto que flota en el espacio?
¿Por qué no se calientan de vez en cuando? ¿Es porque pierden el calor por radiación?
Y si es así, ¿la emisión de calor radiante se produce siempre hasta que el objeto tiene la misma temperatura que el entorno o depende de otros factores?
Bueno, la ley básica de la termodinámica dice que el calor fluye del objeto más caliente al más frío. Pero lo que esto signifique en una situación determinada dependerá del mecanismo preciso de ese flujo de calor, es decir, de la interacción elemental que lo haga posible.
Analicemos algunas de ellas y veamos adónde nos llevan.
En primer lugar, está lo de siempre conductor transferencia de calor. Esto está mediado por las colisiones de los materiales en contacto (y aún más macroscópicamente por una fuerza electromagnética. Obviamente, este efecto es irrelevante en el vacío.
En segundo lugar, hay evaporación . Aunque tengamos un cristal perfecto y muy estable, existe la posibilidad de que se produzca una gran fluctuación y una de sus moléculas sea "expulsada" de él y salga volando hacia el espacio vacío. Como la molécula necesita tener una energía (mucho) mayor que el resto de las moléculas que la rodean para poder liberarse del cristal, la energía media restante y, por tanto, también la temperatura disminuirán. Pero este efecto es más relevante para los no cristales (porque las moléculas están mucho menos unidas). Por ejemplo, si se pusiera agua en el espacio libre, se congelaría por evaporación muy rápidamente.
Por último, pero no por ello menos importante, radiación . Cualquier objeto a una temperatura distinta de cero tendrá muchos de sus constituyentes en estados energéticos excitados y habrá una probabilidad distinta de cero de volver a un estado energético inferior y emitir un fotón. En términos más sencillos, la energía cinética se convierte en energía electromagnética. Este efecto es más relevante para los objetos negros que absorben toda la radiación (una forma ideal de los cuales se denomina cuerpo negro ) y menos relevante para los objetos blancos que lo reflejan todo (nótese que los términos blanco y negro deben considerarse aquí en sentido general, no sólo pertenecientes a la luz visible).
Pues bien, estos efectos son más importantes para la materia habitual. Pero también existe la materia oscura que no interactúa electromagnéticamente (de ahí el nombre), por lo que no se enfriaría por radiación fotónica (pero podría enfriarse por emisión de otras partículas con las que interactúa). En conclusión, la transferencia de calor depende mucho de la interacción microscópica precisa que pueda sufrir el objeto dado.
Cualquier cosa en el espacio está a la misma temperatura que la temperatura del cuerpo negro de la radiación en la que está inmersa, o una integración de la radiación del cuerpo negro por ángulo estereorradián. Si se trata de una órbita cercana al sol, la temperatura es elevada. La temperatura en el espacio intergaláctico es de 2,7K.
¿Qué es todo? Si es un rayo cósmico o el viento solar, está muy caliente. Lo más frío que puede alcanzar es 2,72 K, porque esa es la temperatura de la radiación cósmica de fondo, y si no hubiera otras fuentes de radiación, el objeto entraría en equilibrio con ella. En la práctica, siempre hay alguna otra forma de energía circulando por el espacio. Así que la respuesta depende del barrio en el que te encuentres.
En realidad, el espacio es el entorno perfecto para enfriar las cosas. El cielo nocturno es lo bastante frío como para que la gente del desierto deje bandejas de agua fuera y las encuentre congeladas por la mañana, aunque la temperatura nocturna del aire nunca haya bajado del punto de congelación.
Lo que ocurrió es que las bandejas irradiaron su calor al espacio. Por supuesto, el espacio irradió calor de vuelta a la bandeja, pero las estrellas están tan separadas y tan lejos que la cantidad de calor que llega hasta aquí es muy pequeña.
Esto no se aplica durante el día. En resumen, las cosas en el espacio se calientan si les da la luz del sol, y se enfrían en caso contrario.
Cuando un gas se expande, se enfría. Resulta que el universo se ha expandido de forma muy significativa desde el Big Bang, lo que significa que ahora está muy frío. Si se coloca cualquier gas en el vacío del universo, entonces, en ausencia de algo como la gravedad para mantenerlo unido, se expandirá y por lo tanto se enfriará a la temperatura del medio que lo rodea.
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