Il freddo nello spazio

Perché nello spazio c'è freddo? Essendoci una densità prossima allo zero come può il calore trasferirsi da un qualunque corpo al vuoto? Se il raffreddamento avviene per emissione di radiazioni, il processo non dovrebbe essere comunque notevolmente più lento rispetto al contatto con una sostanza fredda con la quale vi è un passaggio diretto di energia?

Eugenio Bandini
28 dicembre 2005
Qualsiasi oggetto che si trovi a una temperatura diversa dallo zero assoluto emette calore, sotto forma di radiazione elettromagnetica. Questa energia viene prodotta dal moto degli atomi e delle molecole e cessa solo quando la temperatura dell'oggetto raggiunge lo zero assoluto (-273.15° C). Può inoltre essere trasmessa nello spazio sotto diverse forme: i raggi ultravioletti, i raggi X e i raggi gamma sono associati a emissioni di alta energia (tipiche di regioni dello spazio in cui avvengono, o sono avvenute, enormi esplosioni), mentre i raggi infrarossi provengono dal debole calore emanato dalla fredda materia interstellare che collassa lentamente, formando embrioni di stelle, o che si disperde nell'Universo, allontanandosi da una stella morente. L'energia totale irraggiata a parità di tempo e superficie cresce con la quarta potenza della temperatura di irraggiamento.

Il trasferimento del calore da un corpo a un altro può avvenire, oltre che per irraggiamento, anche per conduzione (il calore si diffonde in un solido o in un fluido in quiete) o convezione (il calore si diffonde tramite un liquido o un gas in movimento). Nel caso della conduzione ricopre un ruolo cruciale la conducibilità termica del materiale che dipende dalla particolare natura del materiale stesso. Non è quindi detto che il trasferimento del calore per conduzione sia sempre più efficiente del meccanismo radiativo.

Vojko Bratina Istituto Nazionale di Ottica Applicata, Firenze

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