¿Por qué hace tanto frío en el espacio exterior?

shutterstock

Una cosa es que el Universo esté frío y otra es que haga frío. Te explico.

¿Sabías que los electrones de un tubo de luz de los que tienes en la cocina o en la oficina están a la misma temperatura que la superficie del Sol (unos 5.000ºC)? Sin embargo cuando lo tocas no te quemas puesto que está a temperatura ambiente.

Eso es debido a que la temperatura es definida como la velocidad media. Los electrones van de un lado al otro del tubo a una velocidad espectacular, sin embargo los átomos de gas del tubo están moviéndose a una velocidad equivalente a la temperatura ambiente.

Dado que los electrones tienen muy poca masa comparada con los átomos de gas, es como si un grupo de personas intentase empujar a un trasatlántico: por más que lo intenten no van apenas a moverlo de su sitio.

Decir que el espacio exterior es frío quiere decir que los átomos que hay allí se mueven MUY lentamente, pero es que apenas hay átomos por allí. De ahí su nombre: “el vacío”. Es por tanto que podrías perfectamente sacar una mano fuera de tu nave y no se te congelaría (tan sólo se te hincharía mucho y se te pondría morada por el efecto de la succión de la sangre). Para que se te congele tus átomos tienen que ceder energía a los átomos de tu entorno, pero tu entorno no son más que unos cuantos átomos que ocasionalmente chocarán con tu mano, robando una poca de energía (la que pueda robar un único átomo a un número de Avogadro de ellos).

De hecho las naves espacial sólo pueden refrigerarse porque pierden energía por radiación. No hay pérdida de calor por estar en contacto con algo más frío que ellas, tan sólo porque emiten radiación. Hay que tener mucho cuidado con la forma que tienen porque no pueden disipar toda la energía que quieran, sino a un ritmo que es constante. Si metes ordenadores que generen mucho calor, tendrás un problema porque la nave se calentará y calentará y la única solución es apagar durante un tiempo los aparatos eléctricos y dejar que el calor se disipe por radiación hacia el espacio.

Ahora bien, por qué el Universo está frío. Esa es otra cuestión. En principio la temperatura del Universo no la medimos con un termómetro, sino viendo cuál es la “temperatura de color” del Universo. Un objeto caliente emite una radiación (por eso cuando calentamos el hierro se pone “al rojo vivo” y si lo seguimos calentando se pone “al blanco vivo”). Podemos llegar a saber la temperatura de un objeto según la radiación que emita (por ejemplo, la Tierra está a unos -18ºC según su temperatura de color).

El Universo sabemos que está a unos 2–3 grados por encima del cero absoluto. Básicamente eso es debido a que se expandió muy rápidamente. ¿Qué ocurre con un gas muy caliente? Que tiene a expandirse, pero al hacerlo, la temperatura baja enormemente. Esto tan sólo tienes que verlo en un día a día cuando te echas espuma de afeitar o tocas una bombona de butano mientras está calentando la llama. El gas que hay dentro se expande y por tanto baja la temperatura enormemente (por eso se enfría el bote y la bombona de butano).

El Universo paso de tener el tamaño de un protón a más o menos el tamaño que tiene hoy en día en millonésimas de segundo. Es una expansión brutal donde se enfrió enormemente. Luego con el tiempo se ha ido expandiendo más y más por tanto el enfriamiento va aumentando con el tiempo hasta que es el que tenemos hoy en día.