Hoe meet men de temperatuur van de ruimte?

Question

Als er in de ruimte niks is, zuurstof, dampkring of wat dan ook. Hoe kan men dan niks meten en weten hoe warm het daar is?

Cryofiel · Accepted Answer

In de ruimte is wel degelijk iets aanwezig: straling.

Die straling bestaat uit de alomtegenwoordige kosmische achtergrondstraling en de straling van sterren en planeten.

Met "de temperatuur van de ruimte" bedoelt men in het algemeen de temperatuur van de kosmische achtergrondstraling. Nu heeft die straling zelf geen temperatuur - maar je kunt wel doen alsof die straling is uitgezonden door een voorwerp (als warmtestraling), en dan bepalen hoe warm dat voorwerp zou moeten zijn om dezelfde stralingsintensiteit uit te zenden als die van de kosmische achtergrondstraling.

Anders gezegd: ALS wij middenin een gi-gan-ti-sche zwarte bol zouden zitten, en die bol zou een temperatuur hebben van zo'n 3 K, dan zouden wij dezelfde straling van die bol ontvangen die wij in werkelijkheid als kosmische achtergrondstraling ontvangen. Daarom zeggen we dat de kosmische achtergrondstraling een temperatuur heeft van zo'n 3 K, ofwel: dat "de ruimte" een temperatuur heeft van zo'n 3 K.

Toegevoegd na 55 minuten:
 
HOE de temperatuur van de straling dan wordt gemeten: dat gebeurt door het spectrum van de straling te meten. Het spectrum betekent: hoeveel stralingsenergie is er bij een bepaalde golflengte (of frequentie), en dat voor alle golflengtes (frequenties) die we maar kunnen meten.

Op die manier ontstaat een grafiek die aangeeft hoeveel energie de straling bevat bij elke golflengte (of frequentie).

Die grafiek kunnen we vergelijken met de grafiek van de straling die is uitgezonden door een voorwerp dat een temperatuur heeft van 1 K. Of van 2 K. Of van 3 K. Of van 4 K. Enzovoort.

We vinden dan een prachtige overeenkomst tussen de grafiek van de kosmische achtergrondstraling enerzijds, en de grafiek van de warmtestraling van een voorwerp van 3 K anderzijds. Daarom zeggen we dat de achtergrondstraling een temperatuur heeft van 3 K.

 · Answer

Om deze vraag te beantwoorden, moet je eerst afvragen wat ''de temperatuur'' is. Zoals de vraag nu is, is het niet logisch.

De temperatuur van een voorwerp, of beter: molecuul of atoom, is als ware kinetische energie. De kleinste deeltjes zijn altijd in beweging, des te meer ze trillen des te warmer ze zijn. Dit verklaart ook waarom de temperatuur ''0'' kan zijn, ofwel 0 Kelvin of -273,15 graden Celcius. Dit is het absolute nulpunt. (Bron1) 
Daarnaast is er ook temperatuur van infrarood fotonen. Deze (stralings) energie is waar je geïnteresseerd in bent, omdat in de ruimte de temperatuur niet via materie verloopt. Deze materie is immers afwezig.

De vraag: ''de temperatuur van de ruimte'', kan verwijzen naar wat de temperatuur in een vacuüm is. De ruimte zoals wij die kennen -afhankelijk van 'welk stukje'- is echter geen perfect vacuüm. Er is altijd elektromagnetische straling aanwezig, waardoor er een temperatuur te bepalen is. (2,7Kelvin)

Ga je echter uit van een perfect vacuüm, zoals jij zegt ''ALS er in de ruimte NIKS is'', dus een vacuüm zonder atomen, fotonen en ook geen elektromagnetische straling (in de praktijk niet haalbaar), dan is de temperatuur 0K. (absoluut nulpunt).

In beide gevallen, ben je echter zinloos bezig. De temperatuur meten van de ruimte -als er niks is- heeft geen nut. 
Als je immers weet dat er (theoretisch gezien absoluut-) niks aanwezig is, zit je op 0K. De temperatuur is dan ook niet te meten, omdat hij er niet is. Er is geen kinetische energie. Het meten van de absentie van deze energie is onmogelijk, dus de absentie is enkel te bepalen door het aantonen dat het niet present is, waardoor er niet anders aan te nemen is dan dat de kinetische energie (Temperatuur) absent is.

Wel zinvol is het meten van de temperatuur van objecten in de ruimte, maar dat is niet waar de vraag om draaide en -gezien het tekenlimiet- niet mogelijk om verder op in te gaan.

Als je geïnteresseerd bent in het onderwerp, zou ik de NASA of Yahoo link eens verder bekijken.

Hoe meet men de temperatuur van de ruimte?

Het beste antwoord

Andere antwoorden (1)

Weet jij het beter..?