أنا طالبة في المدرسة المركزية في باريس مع تلميذة أخرى، ونحن نعمل كمدرستي تأهيل في المرحلة الثانية من رياض الأطفال في إطار موقع اكتشف بنفسك (وهذا العمل يشكل جزءا من دراستنا) حول موضوع الأرصاد الجوية. وقد تحيرنا في سؤال أحد التلاميذ: ما هى درجة حرارة الفضاء. إننا لا نعرف أصلا تعريف درجة الحرارة فما بالكم بأنها في الفراغ.

للإجابة على هذا السؤال يجب أولا معرفة أن درجة الحرارة هى الترجمة التصغيرية للاهتزاز الميكروسكوبي لجزيئات الغاز. درجة الحرارة هى إذا قياس السرعة المتوسطة لجزيئات الغاز. عندما يكون عدد الجزيئات كبير – كما في غرفة مثلا – تنتهى العديد من التصادمات بتجانس سرعتها: الجزيئات الأسرع – بسبب التصادمات – سوف تمنح طاقتها للجزيئات الأبطأ. مما يسمح بتعريف السرعة المتوسطة بسهولة. عندما يكون عدد الجزيئات ضعيفا، يحدث عدد قليل من التصادمات، والجزيئات السريعة ("الساخنة") يمكن أن توجد مع الجزيئات البطيئة ("الباردة") دون أن تراها. إن الفضاء ليس فارغا بالضرورة حتى إذا كانت كثافته أقل من أفضل الفراغات التي يمكن أن نحدثها على الأرض، في المعامل، إن لعبة التسخين بواسطة الإشعاع والتصادمات (النادرة!) يمكن أن تربط بين العديد من المراحل في درجات حرارة مختلفة. هذه الدرجات تبدأ من 10 كلفن (-63°) إلى 100 كلفن (-173°) بالنسبة للمراحل الباردة وآلاف درجات كلفن بالنسبة للمراحل الساخنة. إن لعبة التسخين والتبريد مهمة للغاية: في الشمس وفي مدار ما حول الأرض، ربما تكون درجة حرارة الأقمار الصناعية موجبة ويمكن قياسها بالدرجات. دون الجو العادي، تصعد درجة حرارة القمر خلال النهار إلى +120° لكي تسقط في الجانب المظلم إلى – 180° تقريبا. وأخيرا حتى في المنطقة الفارغة من المادة يمكننا تعريف درجة الحرارة إذا كنا في وجود شعاع ما: نحن بصدد درجة حرارة التوازن التي يصل إليها الجسم تحت تأثير الشعاع. إن الكون منغمس في الإشعاع الذي يتم نشره كونيا (ويسمى أيضا الإشعاع الحفري)، حيث تصل درجة الحرارة إلى 2.7 كلفن. وفي المنطقة البعيدة عن النجوم وعن فراغات المادة كافة، تكون درجة حرارة الأداة في حالة التوازن هى 2.7 كلفن.