Dù Mặt Trời liên tục tỏa nguồn năng lượng khổng lồ và liên tục sưởi ấm Trái Đất, nhưng môi trường không gian vũ trụ xung quanh vẫn chìm trong nhiệt độ đóng băng gần độ không tuyệt đối. Vậy tại sao lại xảy ra nghịch lý này?
Mặt Trời luôn sưởi ấm cho Trái Đất.
Nhiệt độ nền trung bình của không gian vũ trụ chỉ đạt khoảng 2,7 Kelvin (-270,45 độ C), trái ngược hoàn toàn với sự nóng bỏng của Mặt Trời. Trung tâm của ngôi sao này có nhiệt độ vượt mức 15 triệu độ C, bề mặt quang cầu hạ xuống khoảng 5.500 độ C và vành nhật hoa bên ngoài lại tăng vọt lên tới 3,5 triệu độ C. Sự tương phản này tạo nên một nghịch lý khoa học thú vị đối với nhiều người khi tìm hiểu về hệ thống truyền nhiệt trong vũ trụ.
Trên thực tế, Mặt Trời không sưởi ấm các hành tinh theo cơ chế tiếp xúc nhiệt trực tiếp giống như cách đống lửa trại nướng chín một viên kẹo dẻo. Cảm giác ấm áp mà con người cảm nhận được trên Trái Đất là kết quả của các bức xạ điện từ phát ra từ Mặt Trời (bao gồm cả ánh sáng nhìn thấy) khi chúng tương tác trực tiếp với các hạt vật chất trong khí quyển và bề mặt hành tinh.
Do không gian vũ trụ gần như là một môi trường chân không hoàn hảo với mật độ hạt vật chất cực kỳ thưa thớt, bức xạ Mặt Trời không có đủ vật chất để va chạm và chuyển hóa thành nhiệt năng. Vì vậy, khoảng không bao la giữa các thiên thể không thể tự làm nóng và luôn duy trì mức nhiệt độ nền đóng băng.
Tuy nhiên, nếu bất kỳ vật thể nào chắn ngang đường đi của bức xạ Mặt Trời, vật chất đó sẽ lập tức bị nung nóng dữ dội. Điển hình như tàu thăm dò Parker Solar Probe của NASA, tấm chắn nhiệt của con tàu phải chịu đựng mức nhiệt lên tới 1.400 độ C khi bay qua vành nhật hoa với tốc độ kỷ lục nhằm bảo vệ khoang thiết bị bên trong ở mức nhiệt độ phòng.
Không gian luôn có nhiệt độ nền lạnh lẽo âm hàng trăm độ C.
Tóm lại, vũ trụ lạnh giá không phải vì thiếu năng lượng từ Mặt Trời mà do thiếu hạt vật chất để hấp thụ bức xạ. Cơ chế tương tác giữa sóng điện từ và vật chất chính là chìa khóa lý giải tại sao Trái Đất ấm áp trong khi không gian xung quanh lại luôn chìm trong giá lạnh.
An An (theo ILF Science)
