Trên thực tế, vũ trụ không hoàn toàn trống rỗng.
Đầu tiên, để hiểu “nhiệt” là gì, bạn cần biết rằng mọi thứ bạn có thể chạm vào, hoặc thấy, đều được cấu thành bởi những khối nhỏ xíu gọi là nguyên tử. Nguyên tử rất nhỏ, đến mức bạn chẳng thể nào thấy chúng được trừ khi sử dụng một vài trang thiết bị rất rất đặc biệt – thế nhưng những anh chàng tí hon này lại là thứ tạo nên mọi thứ trong vũ trụ.
Nếu một thứ gì đó nóng lên, có nghĩa là các nguyên tử của nó đang có rất nhiều năng lượng và liên tục di chuyển. Nếu một thứ gì đó lạnh đi, thì các nguyên tử của nó có ít năng lượng hơn nhiều, và đang ở trạng thái khá tĩnh lặng.
Vũ trụ là môi trường chân không, có nghĩa là trong vũ trụ chẳng có bao nhiêu vật chất trôi nổi cả. Tuy nhiên, môi trường này không phải chân không đến hoàn hảo. Kể cả khi chúng ta bỏ qua những vật thể khổng lồ như các ngôi sao, hành tinh, và sao chổi, thì vũ trụ cũng không hoàn toàn trống rỗng.
Trên thực tế, Mặt trời liên tục thổi ra các vật chất, được gọi là “gió Mặt trời”, vào Thái dương hệ của chúng ta. Đó là một trong những yếu tố tạo ra những vầng sáng tuyệt đẹp mà chúng ta vẫn hay gọi là rạng đông.
Nhưng gió mặt trời có mật độ nguyên tử không cao – ví dụ, nó có ít nguyên tử hơn rất rất nhiều so với không khí thông thường. Có nghĩa là nó không thể mang theo nhiệt bên trong và do đó không thể giải thích cho chúng ta bằng cách nào mà hơi ấm từ Mặt trời có thể đi đến Trái đất được.
Có ba cách để truyền nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu, và bức xạ.
Dẫn nhiệt
Dẫn nhiệt là truyền nhiệt thông qua tiếp xúc. Nếu bạn chạm vào một thứ gì đó ấm, nhiệt sẽ đi từ vật thể đó sang bạn. Nếu bạn chạm vào thứ gì đó lạnh, nhiệt sẽ đi từ bạn sang vật thể đó.
Một số vật chất, như kim loại, là những chất liệu dẫn nhiệt tốt. Các vật chất khác, như kính, dẫn nhiệt kém, được gọi là chất cách nhiệt.
Nhiệt còn có thể được truyền qua nhiều bước. Ví dụ, nếu bạn đưa một chiếc muỗng kim loại vào một tách trà nóng, nhiệt sẽ truyền từ trà sang muỗng, sau đó từ muỗng sang tay bạn.
Nhưng chúng ta hiển nhiên không thể chạm vào Mặt trời (nhiệt độ bề mặt của nó đến hơn 5.000 độ C cơ mà!), và vũ trụ là một vùng chân không, do đó không có thứ gì đóng vai trò “chiếc muỗng” và dẫn nhiệt cả. Vậy là chúng ta loại bỏ được trường hợp đầu tiên.
Đối lưu
Đối lưu là truyền nhiệt thông qua dòng chảy của chất lỏng. Cả các chất lỏng và khí gas đều có thể đối lưu nhiệt. Các nguyên tử sẽ chảy từ các vùng nóng sang các vùng mát hơn, mang theo nhiệt và năng lượng của chúng.
Nếu bạn từng ngâm mình trong bồn tắm, và nước bắt đầu lạnh đi, bạn bật vòi nước nóng lên, lúc này nước nóng sẽ đối lưu từ vòi sang bồn tắm.
Các nguyên tử nóng sau đó sẽ chạm vào các nguyên tử lạnh hơn, chia sẻ nhiệt với nhau thông qua con đường dẫn nhiệt, cho đến khi bồn tắm có độ nóng ngang với nước từ vòi.
Nhưng bởi vũ trụ là một khu vực chân không, không có chất lỏng hay khí gas nào để đối lưu nhiệt từ Mặt trời xuống Trái đất. Do đó chúng ta có thể loại bỏ tiếp trường hợp này.
Bức xạ
Các vật thể nóng như Mặt trời – và thậm chí là cơ thể của chính chúng ta – sẽ tỏa nhiệt. Khi các nguyên tử của vật chất di chuyển và rung động, chúng sẽ tỏa ra, hay “bức xạ”, năng lượng điện từ – đây được gọi là “bức xạ nhiệt”.
Năng lượng điện từ có nhiều dạng quang phổ – một số có thể quan sát bằng mắt thường: chính là các dải màu cầu vồng trong ánh sáng thấy được. Các dạng khác chúng ta không thể thấy tất nhiên cũng tồn tại, như năng lượng hồng ngoại mà cơ thể ấm của chúng ta bức xạ và năng lượng vi sóng chúng ta thường sử dụng để nấu ăn.
Không như dẫn nhiệt và đối lưu, bức xạ không cần vật chất để truyền nhiệt. Năng lượng bức xạ từ Mặt trời đi xuyên qua vũ trụ chân không ở vận tốc ánh sáng. Khi năng lượng này đến Trái đất, một phần trong chúng truyền sang các loại khí trong khí quyển.
Một số khác tiếp tục đi xuyên qua và làm nóng các nguyên tử trên bề mặt Trái đất. Một số thậm chí sẽ được hấp thụ bởi da chúng ta.
Mặt đất nhận năng lượng từ bức xạ Mặt trời, và điều này khiến nó cũng bức xạ nhiệt. Một phần trong lượng nhiệt này được truyền dẫn – như khi bạn đi chân trần trên bãi biển vào mùa hè, chân bạn sẽ bị nóng. Một số được đối lưu theo gió và các dòng thủy triều, và một số được bức xạ ngược trở lại vào khí quyển, hay thậm chí là vào vũ trụ!
Minh.T.T (theo TheConversation)
Nguồn: Vnreview