太陽の表面温度は２７度Ｃ？

質問

• 太陽の表面や水星の温度は実測され、前者は２６～２７度Ｃであり後者は０度Ｃ以下何百度という氷の星であると言われています。
• 太陽は冷たい星であり得るという主張も存在し、高温とされていた太陽表面の温度が実証された情報もあります。
• 太陽からのエネルギーは光や熱ではなく、天波として地球に到達し、太陽の面観測に関する川又審一郎氏の講演も話題となっています。

回答No.11

kagakusuki

>太陽や木星の主成分が水素とヘリウムであるというのは、太陽が核融合していることを前提にした推定に過ぎないのではないでしょうか。

　一体どこからそんな出鱈目な話が出て来たのですか?
　太陽が水素やヘリウムで出来ている事は19世紀から知られていた話です。
　相対性理論が発表されてすらいない頃の事なのですから、当時は当然、核反応がエネルギー源になる事など知られてはおりません。
　実際、太陽の内部で核融合が起きているとされたのは1929年になってからです。
　核融合反応がエネルギー源になるという事が知られていなかった時代に、何故、

>太陽が核融合していることを前提に

などしたというのか、御説明願います。

>>>地球には、大気圏や熱圏、電離層など様々な層が存在しますが、熱圏では2000度にもなるそうです。

(中略)

>前提次第で論理的整合性・正誤は大きく変わりますね。

　それが一体どうしたというのでしょうか?
　　何れにせよ、太陽が水素とヘリウムから主に成り立っている事は、観測によって既に確認された事実であり、

>太陽が冷たい星という主張の根幹に、まず、太陽や木星は地球と殆ど変わらない物質的構成で構築されている、ということが前提

である以上、

>太陽の表面温度は２７度Ｃ　？？

という疑問に対する答えが、「それは誤りである」という事は動かしようのない事実なのですから、

>>>地球には、大気圏や熱圏、電離層など様々な層が存在しますが、熱圏では2000度にもなるそうです。

(中略)

>前提次第で論理的整合性・正誤は大きく変わりますね。

という事など、本件には何の関係も無い話に過ぎません。

　後ついでにお断わりしておきますが、

>宇宙空間の温度は100℃以上と仰いましたが

との事ですが、それは質問者様が勘違いをしているだけです。
　私はそんな事を申した事など御座いません。
　太陽の"光で"熱せられた温度計が指し示す温度が100℃を超えるという事を述べただけです。

>太陽に地震があるのも説明できません。

　固体で出来ている地球などよりも、ガスで出来ている太陽の方が、はるかに揺れやすい事は容易に推測できるというのに、何故、説明できないのですか?
　むしろ、太陽がガスで出来ているのなら地震が起きない筈とする事の方が、よっぽど説明が出来ません。

>教科書にあるように、３Ｋつまり－270℃ですから、地球から水星あたりまで太陽に近づいても熱くなりません。

　嘘を言わないで頂きたい。教科書には「太陽に近づいても熱くなりません」などとは書かれておりませんよ。
　大体、3Kというのは地球から100億光年以上も離れた深宇宙の温度であって、太陽の近くの空間の温度などではないではありませんか。

>つまり、太陽と水星の間の温度は－270℃になり、「水星が０度Ｃ以下何百度という氷の星」であっても不思議ではありません。

　おかしなことを仰いますね。

>熱は一般に高温部から低温部へと移動する性質を持っていますから。

と質問者様御自身が仰ったではありませんか。
　宇宙の温度が-270に過ぎないのであれば、何で彗星の温度が、それよりも遥かに低温である氷点下何百度などという有り得ない温度になる事が出来るのですか?

>プロミネンスやフレアでは、超高温のプラズマ状態で、磁力線のループ構造が無数に存在して、磁気リ コネクション現象(それぞれの繋ぎ替え現象)が起きて加熱が継続的に持続して、最外縁部のコロナが100万℃と高温なのは、外部からエネルギーが供給されていると考えれば説明しやすいですよ。

　それならば、太陽の内部で作られた磁場がエネルギー源になっているという事になる訳ですから、外部からエネルギーが供給されているのではなく、太陽内部に存在しているエネルギーの一部が、磁場のエネルギーとなり、その磁場のエネルギーがプラズマの熱エネルギーになったと考えた方がはるかに説明しやすい事になります。
　つまり、大本は外部から供給されたエネルギーではなく、太陽内部のエネルギーという事です。

>太陽も自転しておりますし、月の満ち欠けと勘違いなさっているようですが、テスラ・コイルなどを使って空中放電で蛍光灯を点灯させる実験で、球形の蛍光灯を想像なさって下さい。
>そうすれば、勘違いに気づくとおもいます。

　勘違いされているのは質問者様の方です。
　プラズマは電気の良導体であり、電磁波に対しては不透明ですので、プラズマで出来ている太陽もまた電磁波に対しては不透明ですので、裏側にまで高周波が届く事はありません。
　蛍光灯の全体が輝いているのは、電流によって均質にエネルギーが供給されているからですが、プラズマにも電気抵抗は存在しますから、もしも、太陽が外部から送られてくるエネルギーによって輝いているなどという事があるのなら、太陽のように巨大なプラズマの塊の片面で生じた電流は、反対側の面にまで伝わって行く間に減衰してしまいますので、片面だけが明るく輝き、反対側の面は暗くなってしまう事になる筈ですが、実際にはそうなっていない以上、太陽は内部のエネルギーによって自ら光を発していると考えた方が理にかなっております。
　それと、もし質問者様が勘違いされておられる様な事があり得るのなら、月には何故満ち欠けがあると仰るのでしょうか?　又、何故、夜などというものが存在すると仰るおつもりなのでしょうか?
　質問者様の考えによれば、月や地球も全面が輝いていなければおかしいという事になってしまいますよ。
　実際にはそうなっていない以上、質問者様の説は誤っているという事です。

>宇宙空間を満たしているプラズマは超高温ではありません。

　低温であるというのであれば、それはプラズマとは言えませんし、太陽を高温に加熱出来る様なエネルギーも持っていないという事になりますね。

>火の玉博士で有名な大槻先生は、常温プラズマ(火の玉)を実験的に長時間発生させることに成功していますし、水中でも世界で初めて発生させることに成功したそうです。

　大槻博士は電気のエネルギーを供給する事で、プラズマを発生させています。
　つまり、プラズマの状態を長時間維持するためには、エネルギー源が必要になる訳で、宇宙空間に広がっているプラズマは、主に恒星が発する紫外線のエネルギーを吸収する事でプラズマのままの状態を維持しています。
　つまり、宇宙空間に広がっているプラズマのエネルギー源が恒星なのであって、恒星のエネルギー源は核融合反応なのですから、結局、宇宙空間に広がっているプラズマのエネルギーもまた恒星の内部で起きている核融合反応によって生じたものであるという訳です。

>勘違いなさらないでください。電磁波自体は、熱を発しません。
>電磁波と物体が共鳴共振することで、初めて物体が熱を発します。

　勘違いされているのは質問者様の方です。
　プラズマとは原子が高いエネルギーを持つようになった際に、そのエネルギーの高さ故に電子と原子核の結び付きが解けてしまい、高エネルギーの電子と原子核が乱雑に入り混じった流体となったものです。電子や原子核の様な粒子のエネルギーが高いという事は、運動エネルギーか高い事を意味します。
　そして粒子の運動エネルギーが高いという事は、温度が高いという事と同義です。
　つまり、高いエネルギーを持ったプラズマとは、高温のプラズマであるという事になります。
　温度の高い物体は自らが持っている熱エネルギーを電磁波の形で放出します。
　しかも、その放射するエネルギーの強さは、放射する面の面積が同じ場合には、絶対温度の4乗に比例します。
　地球の表面がはプラズマではない以上、地球よりもプラズマの方が高温である事は明らかなのですから、地球が宇宙に向かって放出する電磁波のエネルギーよりも、もしそんなものが存在するのであれば、宇宙空間に広がっているプラズマが地球に向かって放射するエネルギーの方が多いという事になりますので、もしも宇宙空間が、高エネルギーのプラズマに満たされているのであれば、地球は超高温の天体となってしまわなければならない事になりますが、実際にはそうなっていない以上、質問者様の説は誤っているという事です。

お礼

>>教科書にあるように、３Ｋつまり－270℃ですから、地球から水星あたりまで太陽に近づいても熱くなりません。
>
>　嘘を言わないで頂きたい。教科書には「太陽に近づいても熱くなりません」などとは書かれておりませんよ。
>　大体、3Kというのは地球から100億光年以上も離れた深宇宙の温度であって、太陽の近くの空間の温度などではないではありませんか。

ご自身で書いたことを読み返してみて下さい。
「教科書にあるように、３Ｋつまり－270℃」
これから推測して、
「地球から水星あたりまで太陽に近づいても熱くなりません。」
ということですね。

宇宙船のヤモリが凍死した事件や、太陽に最も近い水星に水が凍った氷が大量に観測されたことからも、宇宙空間は冷たいことは明らかですね。

>>プロミネンスやフレアでは、超高温のプラズマ状態で、磁力線のループ構造が無数に存在して、磁気リ コネクション現象(それぞれの繋ぎ替え現象)が起きて加熱が継続的に持続して、最外縁部のコロナが100万℃と高温なのは、外部からエネルギーが供給されていると考えれば説明しやすいですよ。
>
>　それならば、太陽の内部で作られた磁場がエネルギー源になっているという事になる訳ですから、外部からエネルギーが供給されているのではなく、太陽内部に存在しているエネルギーの一部が、磁場のエネルギーとなり、その磁場のエネルギーがプラズマの熱エネルギーになったと考えた方がはるかに説明しやすい事になります。
>　つまり、大本は外部から供給されたエネルギーではなく、太陽内部のエネルギーという事です。

何度も申し上げているように、それでは、太陽の表面(低層電離層)が６０００℃で、それより数千キロ離れたところに形成されるプロミネンスやフレア、最外縁にみられる１００万℃のコロナは説明できません。
その謎を解くために、磁気リコネクションという現象を研究しています。

>>太陽も自転しておりますし、月の満ち欠けと勘違いなさっているようですが、テスラ・コイルなどを使って空中放電で蛍光灯を点灯させる実験で、球形の蛍光灯を想像なさって下さい。
>>そうすれば、勘違いに気づくとおもいます。
>
>　勘違いされているのは質問者様の方です。
>　プラズマは電気の良導体であり、電磁波に対しては不透明ですので、プラズマで出来ている太陽もまた電磁波に対しては不透明ですので、裏側にまで高周波が届く事はありません。

「プラズマは(電気の良導体であり)、電磁波に対しては不透明」とは、どういう意味でしょうか？
「不透明」とは比喩ですか？

宇宙空間がプラズマで満たされているということは、プラズマの自己組織化、プラズマ振動により磁場が発生し、電気が発生しているということではないでしょうか。
その磁場とビルケランド電流により、広大な宇宙で、プラズマ・フィラメントが形成され、そのプラズマ・フィラメントから電気の供給を受けて、太陽プラズマが局所的にコロナなどの超高温プラズマに移行しているのではないでしょうか。

>　蛍光灯の全体が輝いているのは、電流によって均質にエネルギーが供給されているからですが、プラズマにも電気抵抗は存在しますから、もしも、太陽が外部から送られてくるエネルギーによって輝いているなどという事があるのなら、太陽のように巨大なプラズマの塊の片面で生じた電流は、反対側の面にまで伝わって行く間に減衰してしまいますので、片面だけが明るく輝き、反対側の面は暗くなってしまう事になる筈ですが、実際にはそうなっていない以上、太陽は内部のエネルギーによって自ら光を発していると考えた方が理にかなっております。

プラズマは超伝導体ではありませんが、極めて電気抵抗が小さいことから導電性が高く電気を良く通しますので、そのようなことは考えられないのではないでしょうか。

>　それと、もし質問者様が勘違いされておられる様な事があり得るのなら、月には何故満ち欠けがあると仰るのでしょうか?　又、何故、夜などというものが存在すると仰るおつもりなのでしょうか?
>　質問者様の考えによれば、月や地球も全面が輝いていなければおかしいという事になってしまいますよ。
>　実際にはそうなっていない以上、質問者様の説は誤っているという事です。

それは、太陽磁気圏と自らの磁気圏の二重にシールドされているからでしょうね。
それで、今のところ、太陽系の惑星は自ら発光するまでは至っていない、ということだと思います。
なので、時々、太陽風によって地球のシールドの隙間でオーロラが観測される程度ですね。
地球以外の惑星、火星や木星、土星でもオーロラが観測されていますね。

>>宇宙空間を満たしているプラズマは超高温ではありません。
>
>　低温であるというのであれば、それはプラズマとは言えませんし、太陽を高温に加熱出来る様なエネルギーも持っていないという事になりますね。

前述しましたように、火の玉博士で有名な大槻先生は、常温プラズマ(火の玉)を実験的に長時間発生させることに成功しています。
水中でも世界で初めてプラズマを発生させることに成功しました。
そのプラズマは、物質に触れても物質は焼損せず、物質を通り抜けたそうです。

以下引用です。

《プラズマの最も奇異な特徴は、物理的に存在する壁などの物体を、穴も開けずに「貫通」するというところである。
　この実験を大槻名誉教授はセラミックス板を使った実験で見事に証明してみせた。
金属の網に覆われた発生装置の中で生まれたプラズマを、上に重ねてあるセラミックス板に向かって上昇させると、まるでそこに何もないかのように通り抜けてしまうのである。これを専門用語で「透過」という。（透過原理）

夕方の川原でいくつものヒトダマが飛んでいる光景を見た人の手記に、次のようなことが書かれていた。
「空のアルミの弁当箱を手にとってヒトダマにかぶせて捕らえたところ、その弁当箱の中からすり抜けるようにしてヒトダマが出てきた。そのためあわててそこから逃げ出した…」
プラズマの透過という特性からすれば、その一文は非常に正確な記録だったことになる。》

蛇足ですが、
大槻先生は、ノーベル賞の受賞者ではありませんが、ノーベル賞の選考委員を務めたことがありますし、最近CIAもエリア５１の存在を認めましたが、エリア５１に顔パス(虹彩認証)で入場できる数少ない日本人の一人だそうです。
どうも、プラズマ兵器開発に協力したから、と噂されています。
日本の防衛省から、極秘裏にプラズマ兵器開発の協力要請があったそうですが断ったそうです。

>>火の玉博士で有名な大槻先生は、常温プラズマ(火の玉)を実験的に長時間発生させることに成功していますし、水中でも世界で初めて発生させることに成功したそうです。
>
>　大槻博士は電気のエネルギーを供給する事で、プラズマを発生させています。

電気のエネルギーではありません。
指向性の高い電磁波で、マイクロウェーブと呼ばれる高周波です。
その高周波を交差させると、その交点でエネルギーが集中的に高くなり、プラズマが発生するそうです。
中学生の科学クラブで、電子レンジを使って、プラズマを発生させることに成功したそうです。

オーム真理教が、弁護士一家殺人の後に、巨大な電子レンジを作って裏組織に売ろうとしたり、その後の殺人事件の証拠隠滅をしたという話もありますね。
実際、火葬用の大型電子レンジのような装置が存在して、お骨を数センチのルビーの大きさにできるようですね。

>　つまり、プラズマの状態を長時間維持するためには、エネルギー源が必要になる訳で、宇宙空間に広がっているプラズマは、主に恒星が発する紫外線のエネルギーを吸収する事でプラズマのままの状態を維持しています。
>　つまり、宇宙空間に広がっているプラズマのエネルギー源が恒星なのであって、恒星のエネルギー源は核融合反応なのですから、結局、宇宙空間に広がっているプラズマのエネルギーもまた恒星の内部で起きている核融合反応によって生じたものであるという訳です。

太陽が太陽風でプラズマを放出しておりますから、それが宇宙空間を満たしているプラズマの一部ではありますが、ご存じのように、それでは圧倒的に足りません。もともとプラズマが宇宙空間に存在してプラズマ・フィラメントを形成し、電気的に繋がっているということではないでしょうか。

>>勘違いなさらないでください。電磁波自体は、熱を発しません。
>>電磁波と物体が共鳴共振することで、初めて物体が熱を発します。
>
>　勘違いされているのは質問者様の方です。
>　プラズマとは原子が高いエネルギーを持つようになった際に、そのエネルギーの高さ故に電子と原子核の結び付きが解けてしまい、高エネルギーの電子と原子核が乱雑に入り混じった流体となったものです。電子や原子核の様な粒子のエネルギーが高いという事は、運動エネルギーか高い事を意味します。
>　そして粒子の運動エネルギーが高いという事は、温度が高いという事と同義です。

高温のプラズマのほとんどは発光しますが、低温あるいは常温のプラズマのほとんどは発光しません。
ですから、宇宙空間をプラズマが満たしていても、そのことに気づかずに、宇宙はほぼ真空と考えられてきたのではないでしょうか。
いまだに、ほぼ真空と教科書には書いているようですが・・・

そして、発光しないプラズマを暗黒プラズマと言うそうです。
最近発見された暗黒銀河は、一部で、暗黒プラズマが関与しているとも言われています。

補足

kagakusuki さん、こんばんは。
ご丁寧な考察おそれいります。

>>太陽や木星の主成分が水素とヘリウムであるというのは、太陽が核融合していることを前提にした推定に過ぎないのではないでしょうか。
>
>　一体どこからそんな出鱈目な話が出て来たのですか?
>　太陽が水素やヘリウムで出来ている事は19世紀から知られていた話です。
>　相対性理論が発表されてすらいない頃の事なのですから、当時は当然、核反応がエネルギー源になる事など知られてはおりません。
>　実際、太陽の内部で核融合が起きているとされたのは1929年になってからです。
>　核融合反応がエネルギー源になるという事が知られていなかった時代に、何故、
>
>>太陽が核融合していることを前提に
>
>などしたというのか、御説明願います。《中略》
>何れにせよ、太陽が水素とヘリウムから主に成り立っている事は、観測によって既に確認された事実であり、

【太陽のエネルギー源】《宇宙論と宇宙物理： 早川尚男(京大人環)より引用》
https://ocw.kyoto-u.ac.jp/ja/general-education-jp/introduction-to-physics/pdf/astro.pdf
「太陽の様な恒星は輻射を通じてエネルギーを放出しているのでその供給がなければたちまち冷却してしまう。
そうした事情は地球でも同じであって、かつてケルビン卿が一様な熱い球からの冷却過程にあるとして地球の寿命を１億年と見積もり、ダーウィンの進化論に対する反論の有力な根拠を与えていた。
太陽ではもっと深刻で、太陽質量と同じ石油を使って太陽の発熱量を維持しようとするとわずか５０００年で燃え尽きてしまう。
これでは誰が考えてもおかしいので古典物理では窺い知れない別の機構が働いていると想像がつく。
２０世紀に入り放射能物質の発見に伴い、こうした古典的計算は意味をなさなくなった。
量子力学の誕生後、改めて恒星のエネルギー源に考察を加える事で熱核反応 (核融合) であることが知られるようになった 。
平たく云えば、絶えず水爆が爆発しているのである。」

太陽の組成が水素とヘリウムであることは、19世紀から分かっていたと仰いますが、どうやって観測したのでしょうか？

「太陽質量と同じ石油を使って太陽の発熱量を維持しようとするとわずか５０００年で燃え尽きてしまう。
これでは誰が考えてもおかしいので古典物理では窺い知れない別の機構が働いていると想像がつく。
２０世紀に入り放射能物質の発見に伴い、こうした古典的計算は意味をなさなくなった。」

と、あるように、２０世紀に入り放射能物質が発見されるまで何が燃えているのか皆目検討がつかなかったことが分かります。

「光輝く太陽はどのようなエネルギーを源にしているかという問題は、19世紀頃までに 続々と発見された化学反応ではとうてい解明できず、大きな疑問となっていた。当初は 重力ポテンシャルエネルギーという想像もあったが、19世紀末に放射能が発見されるとこれが太陽活動のエネルギー源と考えられるようになった」(ウィキペディア)

「光輝く太陽はどのようなエネルギーを源にしているかという問題は、19世紀頃までに 続々と発見された化学反応ではとうてい解明できず、大きな疑問となっていた。」と、あるように、太陽の組成は謎でした。

19世紀末に放射能が発見されてから、核融合が発見され、もしかして太陽は核融合反応により水素とヘリウムで構成されているのでは、という仮説が有力視されるようになったのではないでしょうか。

つまり、「太陽が水素やヘリウムで出来ている事は19世紀から知られていた話」との主張は間違いではないでしょうか。
核融合が発見された後に考えられるようになったということではないでしょうか。

【太陽の謎】三態においての分類
「これは太陽だけでなく他の恒星にも言えるが、太陽には固体からなる地球型惑星や衛星、液体が大半を占める木星型惑星や天王星型惑星などと異なり、はっきりした表面が存在しない。かつては、太陽を始めとする主系列星や未来の太陽の姿とされる赤色巨星は、気体で構成される、という説が有力であった。
しかしながら、内部の重力の影響で、表面は気体だが、内部は液体ならびに固体で構成されている、とする説もある（前述の通り、核ではかなりの高温高圧になっているため、密度も非常に高くなっている）。21世紀初頭では、太陽の内部はプラズマや超臨界流体といった、固体でも液体でも気体でもない第四の状態となっている、とする説が最も有力となっている（中でも、既述したプラズマ説が最も有力）。このため、太陽の内部構造が三態のいずれかに該当するかについては結論は出ておらず、いまだにわかっていない。」(ウィキペディア)

現在では、
「21世紀初頭では、太陽の内部はプラズマや超臨界流体といった、固体でも液体でも気体でもない第四の状態となっている、とする説が最も有力となっている（中でも、既述したプラズマ説が最も有力）。このため、太陽の内部構造が三態のいずれかに該当するかについては結論は出ておらず、いまだにわかっていない。」と、あるよに、

つまり、太陽については、その組成も含めて謎だらけということです。

>>宇宙空間の温度は100℃以上と仰いましたが
>
>との事ですが、それは質問者様が勘違いをしているだけです。
>　私はそんな事を申した事など御座いません。
>　太陽の"光で"熱せられた温度計が指し示す温度が100℃を超えるという事を述べただけです。

【9月2日 AFP】《ロシアの宇宙生殖実験用ヤモリ、暖房システム故障で全て凍死》
「ロシア連邦宇宙局（Roskosmos、ロスコスモス）は1日、無重力が生物の生殖に及ぼす影響を調べるため、約1か月半前に宇宙へ送ったヤモリ5匹がすべて死んだと発表した。
ヤモリなど様々な生物を乗せて7月中旬に打ち上げられた研究用衛星「フォトンM4（Foton-M4）」は約1か月半、地球周回軌道を回った後、予定通り1日に地球に帰還した。しかし、ロスコスモスが生物を回収したところ、ヤモリは全て死んでいたという。
?ロシアのインタファクス（Interfax）通信は、実験に携わった専門家の談話として「予備データから、ヤモリたちの死因は暖房システムの故障による凍死と判明した」と伝えた。一方、ヤモリらとともに宇宙に送られたミバエは生存しており、繁殖にも成功したという。」

宇宙空間では遮るものがないので、「太陽の"光で"熱せられた」研究用衛星は熱くなるはずですが、内部のヤモリは凍死したようです。つまり、宇宙では、「太陽の"光で"熱せられる」訳ではないことがわかります。
宇宙空間に放置した温度計は、凍死しませんが、超低温になるのではないでしょうか。

>>太陽に地震があるのも説明できません。
>
>　固体で出来ている地球などよりも、ガスで出来ている太陽の方が、はるかに揺れやすい事は容易に推測できるというのに、何故、説明できないのですか?
>　むしろ、太陽がガスで出来ているのなら地震が起きない筈とする事の方が、よっぽど説明が出来ません。

太陽の地震は、水が観測されるまで水の存在を想定していなかったように、地震が観測されるまで、地震があることを想定していませんでした。地震がなぜ発生するかは、太陽の組成の仮説や、少ない情報を元に推測した仮説に過ぎません。

「21世紀初頭では、太陽の内部はプラズマや超臨界流体といった、固体でも液体でも気体でもない第四の状態となっている、とする説が最も有力となっている（中でも、既述したプラズマ説が最も有力）。このため、太陽の内部構造が三態のいずれかに該当するかについては結論は出ておらず、いまだにわかっていない。」と、あるように、太陽については、その組成も含めて謎だらけということです。

つまり、太陽の組成が謎であることから、太陽の地震の原因とされる説も、儚い仮説に過ぎません。