Kosminen taustasäteily lämmittää maapalloa

laskujen laskija

Kolmen kelvinin kosminen taustasäteily lämmittää maapalloa. Säteily kohdistuu maapallon pintaan kaikkialta avaruudesta. Maapallo kaappaa siis koko pinta-alallaan tuota kolmen kelvinin säteilyä. Lasketaan miten paljon se lämmittää maapalloa.

Lasketaan ensin kuinka lämmin maapallon pinta olisi ilman kosmista taustasäteilyä (ja ilman kasvihuoneilmiötä).

Auringon aiheuttama säteilyvuo:

j₁ = 1367 W/m²

Maapallon auringosta kaappaama energiamäärä:

E₁ = 0.7 ∙ j₁ ∙ πr² = 1.22 ∙ 10¹⁷ W = 122 PW

Maapallon lämpötila ilman kosmisen taustasäteilyn osuutta:

j = E₁ / 4πr² = 239.17043309 W/m²

T⁴ = j / σ ⇒ T = 254.84792846 K = -18.30207032 °C

Lasketaan seuraavaksi maapallon pintalämpötila kosmisen taustasäteilyn lisälämmityksen kanssa (mutta ilman kasvihuoneilmiötä).

Kosmisen taustasäteilyn aiheuttama säteilyvuo:

j₂ = σ ∙ T⁴ = 5.67 ∙ 10⁻⁸ ∙ 3⁴ = 4.59 ∙ 10⁻⁶ W/m²

Maapallon kosmisesta säteilystä kaappaama energiamäärä:

E₂ = j₂ ∙ 4πr² = 2.34 ∙ 10⁹ W = 2.34 GW

Maapallon lämpötila kosmisen taustasäteilyn aiheuttaman lisälämmityksen kanssa:

j = (E₁ E₂) / 4πr² = 239.17043768 W/m²

T⁴ = j / σ ⇒ T = 254.84792968 K = -18.30207154 °C

Kosminen taustasäteily aiheuttaa seuraavanlaisen lisälämmityksen:

254.84792968 K - 254.84792846 K = 0.00000122 K = 1.22 µK

Kosmisen taustasäteilyn ansiosta maapallo on siis noin 1.22 mikrokelviniä (miljoonasosakelviniä) lämpimämpi kuin ilman kosmista taustasäteilyä.

24

315

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • amisfyysikko 2

      Niinpä ja kuin tämä kosminen taustasäteily on sitä samaa energiaa josta maapallo, planeetat, tähdet ja galaksit ovat muodostuneet. Niin maapallo on itse osaltaan tuota kosmista taustasäteilyä eli mailmankaikkeutta.

      Minusta tämä AGW teoria vetelee toisaan viimeisiään jos "oikeaksi todistamiseksi" täytyy irroittaa "välilaskelmien ajaksi" osia mailmankaikkeudesta, kuten kollimaattori tekee.

      • Ihan ketterästihän tuo laskujen laskijakin näyttää irrottavan Maapallon muusta maailmankaikkeudesta ja sen taustasäteilystä laskujensa ajaksi. ; )

        Jolloin ne tietysti valuvat reisille...


    • amisfyysikko 2

      Lopultahan maapallo muutuu takaisin tästä kiinteästä olomuodosta takaisin enegiaksi viimeistää silloin kun aurinko nielaiseen sen laajentuessaan ennen kuin kutistuu valkoiseksi kääpiöksi .

    • HTimonen

      Sinulta kun tuo näyttää sujuvan, niin lasketkos seuraavaksi myös miten paljon maapallon ylin ilmakehä 1 000K lämmöllään lämmittää maapalloa.

    • Sähköteurastaja

      Rauhoittukaa, Wienin siirtymälain mukaan mustan kappaleen aallonpituus on niin pitkä, ettei se lämmitä.
      Se on vain kolmissen Kelviniä.
      Mutta mitä se tarkoittaa, jätän ratkaistavaksenne.
      Oliko tuo amisfyysikko tai pikkukakkonen joka näki että se on maailmankaikkeus itse, en kiistä.

    • huoh....

      Kuinkas paljon tuota kosmisen säteilyn lämmittävää vaikutusta tulee pilvien läpi?
      Miten se on huomioitu tuossa laskussa?

    • Sähköteurastaja

      Ihmettelen vielä itsekkin miten Dicke muttasi moisen kun pulutkin olivat pesiytyneet antennitorveen?
      Nerokasta mutta kuitenkin????
      Hämmästyttää kummastuttaa pientä kulkijaa?
      http://fi.wikipedia.org/wiki/Alkuräjähdys

    • multinikkivaras

      Muistaakseni tuo teleskooppi, jolla alunperin havaittiin 3 K taustasäteily, oli poikittanen torviantenni, jonka päässä oli paraboloidiheijastin. Mittaa oli metrikaupalla. Sinne olisi varsin mainiosti mahtunut parin pulun lisäksi valkopäämerkotkatkin n****maan.

    • Sähköteurastaja

      Miksei niinnin.
      Mutta kolmen asteen säteily on 300 ja rapiat vähemmin kuin pulun lämpö.
      Sitäpaitsi alarmistilogiikan mukaan kaksi pulua lämmittävät kaksinkertaisesti kuin yksi.
      Siis jotain 70 C astetta.

      • Penzias ja Wilson löysivät kosmisen taustasäteilyn puluista huolimatta ja niistä tietämättä. Etsiessään tämän "häiriön" syytä löysivät ja poistivat torvesta niin pulut pesineen kuin sonnankin putsauksen vaikuttamatta mittaustuloksiin.

        Pulu säteilee siinä kymmenen µm aallonpituuden hujakoilla kun kosminen taustasäteily jyristelee 7,35 cm paikkeilla.

        On se kosminen taustasäteily säteily tutkittu ja mitattu myös tuhannesti sen jälkeenkin ympäri maailmaa, jos sitä epäilit. ; )


    • Sähköteurastaja
    • Sähköteurastaja
      • Aika hauskaa kuinka naureskeluni alatyylisyydellesi on poistettu, mutta alatyylinen heittosi on karusti jätetty säteilemään tyylitajuasi muillekin! :D


    • Multinikkivaras

      Antennin vastaanottama signaaliteho on verrannollinen antennin pinta-alaan. Taustasäteilyä tutkittaessa vastaanotettu energia tulkitaan lämpösäteilyksi:
      E = kTB, jollen väärin muista.
      k on Bolztmannin vakio, T lämpötila ja B kaistanleveys.

      Jos antenni on pieni, ja pulut nu**ivat ahkerasti, niin tietysti niiden kehittämä lämpösäteily näkyy ja kuuluu vastaanottimessa. Jos pulut peittävät apertuurin, niin luonnollisesti kohinalämpötila on pulun lämpötila.

      Riippuu aivan mittaajan huolellisuudesta se, kuinka luotettavia tuloksia saadaan.

      Muistaakseni U2-lennoilla käytettiin torviantenneja, jotka olivat halkaisijaltaan jotain parikymmentä senttimetreiä, mutta niissä eivät sitten pulut viihtyneetkään, kun lentokorkeus oli jotain 80 kilojalkaa.

    • Sähköteurastaja

      Ei se mene ihan noin, vaikka periaatteessa oletkin oikeaan päin.
      Vastaanottimen oma kohina on niin suuri, että signaalia on vaikea eroittaa mitattavasta kohinasta.
      Ne saattavat olla yhtä voimakkaita.
      Siis vastaanotin kohisee omalla lämmöllään joka voipi olla 300K.
      Se pitää eroittaa itse signaalista, minkä Dicke keksi keksimällä Dicke kytkimen.
      myönnän ettei pulut häirinneet, kunhan kerroin että luulivat puluja syyllisiksi.
      Se olikin pari astumista.

    • Multinikkivaras

      Kyllä se menee aivan tarkalleen noin. Taivaan kohinaa verrataan tunnettuun kohinalähteeseen.

      Vertailutapoja on ainakin yhtä monta kuin keksijääkin. On keikkuvia peilejä, pyöriviä peilejä, aaltoputkessa olevia kytkimiä jne. Vertailuun käytettävä lähde voi olla esimerkiksi mustaa kappaletta simuloiva häviöllisestä dielektrisestä aineesta tehty laatta, johon on sorvattu v-uria. Liikkuvan peilin kautta antenni katsoo vuorotellen taivasta ja vertailukappaltta.

      U2-lennoilla pyöritettiin pystyakselin ympäri kahta torviantennia, jotka katsoivat 45 asteen kulmassa ylöspäin, jolloin signaalien eroista saatiin selville muutaman millikelvinin erotuskyvyllä Maan ja Aurinkokunnan liike avaruudessa.


      Vastaanottimen lämpötila voi sitten olla ihan mitä vain. Nestetypellä jäähdyttämällä päästään -196 C lämpötilaan.

    • Sähköteurastaja

      Kerrankin pidän lärvini kiinni, kun ei ole lisättävää.
      Senverran kuitenkin että radiometri on lämpömittari, ja immeisen kirkkauslämpötila on 37C, jollei ole kuumetta.
      Referenssinä voi käyttää 50 Ohmin vastusta, jonka voi vähentää mittuasignaalista, jolloin vahvistimen ryömimisestä jää jäljelle 1C/1C kohinasta.
      Saat tuon kuulostamaan kovin helpolta.
      Sen takia olisin halunnut tietää miten Dicke radiometri oli tehty, muuten että
      Dicke jutska oli nerokas.
      Sen voi kokeilla laittamalla kätensä kahteen erilämpöiseen paikkaan, ja vaihtamalla käsiään, jolloin huomaa että kylmä onkin muuttunut lämpimäksi.
      Mutta kuvan oon nähnyt, torviantenna oli talon kokoinen.

      Löytyihan tuo.

      http://en.wikipedia.org/wiki/Discovery_of_cosmic_microwave_background_radiation

    • Multinikkivaras

      Oikeastaan idea on sama kuin pienen tasajännitteen mittaamisessa. Googleta vaikkapa "chopper stabilized amplifier".

      Lämpökohina ja mittalaitteen epästabiilius tuottavat ongelmia. Tämän vuoksi mitattava jännite tai taivaalta satava fotonivuo pätkitään paloiksi, jolloin voidaan käyttää vaihtojännitevahvistinta ja estää laitteiden vaeltelu (tämä ei tarkoita tavanomaista silmälasien katoamista) lämpötilan yms. muuttuessa.

      Tuohon on käytetty monenmoista laitosta; Dicken radiometri on yksi oppikirjoissa esitetyistä. Usein käytetään katkojana aaltoputkeen sijoitettua vaimenninta, jota voidaan sähköisesti ohjata. Yksi varhainen rakenne on sellainen, että aaltoputkeen tehtyyn pitkittäiseen uraan työnnetään resistiivinen suikale, jolloin signaalin kulku vaimenee tai katkeaa kuin kananlento. Tuommoistakin voisi ajatella käytettäväksi: http://www.prweb.com/releases/lightweight/waveguide-switches/prweb2814384.htm.

      50 ohmin vastus kelpaa vertailukohteeksi. Tuo tosin vaatii, että signaali kulkee kaapelissa.

    • Sähköteurastaja
    • azsfdf

      Eikös tuo 3 K taustasäteily ole ns. "takaisinsäteilyä", eli ei se tietenkään maapalloa lämmitä, mutta pienentää kuitenkin jäähtymistä, tosin aivan minimaalisen vähän. Lämmityksessä lämpöä siirtyy lämmitettävään kohteeseen.

      • .............

        "Lämmityksessä lämpöä siirtyy lämmitettävään kohteeseen."

        Ja niin tässä juuri käy. Taustasäteily lämmittää maapalloa.


      • lämpövirta
        ............. kirjoitti:

        "Lämmityksessä lämpöä siirtyy lämmitettävään kohteeseen."

        Ja niin tässä juuri käy. Taustasäteily lämmittää maapalloa.

        Asia on kyllä päinvastoin. Lämpövirran suunta on aina korkeammasta lämpötilasta alempaa kohti.


      • ............
        lämpövirta kirjoitti:

        Asia on kyllä päinvastoin. Lämpövirran suunta on aina korkeammasta lämpötilasta alempaa kohti.

        Se on nettolämpövirran suunta. Säteilemällä kylmempi kappale voi luovuttaa energiaa lämpimämmälle, koska säteilyä absorboiva kappale ei voi tietää miten lämmin kappale fotonit on säteillyt. Ajatuskin on absurdi.


    • Sähköteurastaja

      Mitä inkutat.
      miksi et laske kun sulle annettiin kaava.
      "E = kTB, jollen väärin muista.
      k on Bolztmannin vakio, T lämpötila ja B kaistanleveys."

      tulokseksi tulee muistaakseni dBm,miä, ja niitä on pirun vähän
      3,lla Kelvinillä.
      Kun tuo Bolzmannikin on jotain potenssiin -31.
      Siitä tulee hyttysen pissa.
      Ei se lisää maapallon lämpöä 3.lla asteella, vaan se pitää suhteuttaa maapallon säteilemään energiaan.
      Viitti alkaa edes laskeen.
      Jos maapallo olisi 0 Kelvinissä, sitten se lämmittäisi tuon parin K,n verran.

    Ketjusta on poistettu 1 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Kansalla on oikeus tietää miksi persut pettävät

      Koko kulunut hallituskausi on kysytty persuilta, minkä vuoksi he ovat pettäneet käytännössä jokaisen vaalilupauksen, ain
      Maailman menoa
      60
      7512
    2. Venäjän armeijan evp-upseeri: Armeija surkeassa tilassa, jonka läpäisee kaiken kattava

      valehtelu. Venäläiset alkaneet pohtia julkisesti maan todellisia tappioita. Z-bloggari ja 3. luokan kapteeni (evp.) Mak
      Maailman menoa
      123
      2936
    3. Minkälaisen viestin

      Laittaisit ikävöinnin kohteelle, jos rohkenisit?
      Ikävä
      142
      1776
    4. Kansalla on oikeus tietää mikä on SDP:n talousohjelma jolla maan talous

      saadaan nousuun? Miksi puolue piilottelee sitä, vai eikö sitä ole? Tähän asti olemme vaan saaneet kuulla hallituksen ha
      Maailman menoa
      65
      1649
    5. Ammattiliitto 900 euroa/vuosi - Työttömyyskassa 72 euroa/vuosi

      Ammattiliitosta eroamalla voi säästää jopa 800 euroa vuodessa. Mitä enemmän tienaat, sitä enemmän maksat liitolle. Esim
      Maailman menoa
      115
      1458
    6. Miten voit olla niin tyhmä

      että et tajunnut että sua vedätettiin? Tietäisitpä miten hyvät naurut on saatu. Naiselle
      Tunteet
      167
      1404
    7. Missä vaiheessa

      Päätit irl luovuttaa minun suhteeni?
      Ikävä
      131
      1153
    8. Millaisena uskot

      Kaivattusi kokevan tunteensa?
      Ikävä
      77
      853
    9. Kyriake=Kirkko

      Kirkko, Kyriake Kirkko-sana tulee kreikankielen sanasta Kyriake=Herran omat, Kristuksen omaksi kastettujen suuri joukko
      Kaste
      47
      802
    10. Mitä haluat eniten

      Kaivattusi kanssa?
      Ikävä
      52
      745
    Aihe