Κατά τον υπολογισμό της θερμοκρασίας στο διάστημα, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι οι περισσότερες εκτιμήσεις πρέπει να λαμβάνουν υπόψη την ποικίλη σύνθεση του χώρου. Το διάστημα θεωρείται συνήθως το τμήμα του σύμπαντος που είναι σχεδόν εξ ολοκλήρου άδειο και, από τη σκοπιά της Γης, ξεκινά επίσημα σε υψόμετρο περίπου 62 μιλίων (100 χιλιομέτρων) πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Στο κενό μεταξύ πλανητών, αστρικών συστημάτων και γαλαξιών, η θερμοκρασία στο διάστημα θεωρείται γενικά ότι είναι 2.725 Kelvin που είναι -454.72°F (-270.4°C). Αυτή είναι μόνο μια πολύ μικρή ποσότητα πάνω από το απόλυτο μηδέν, τη χαμηλότερη θερμοκρασία στην οποία πιστεύεται ότι σταματά η κίνηση της ύλης, στους -459.67°F (-273.15°C).
Μέση θερμοκρασία
Όταν οι επιστήμονες μιλούν για 2.725 Kelvin ως θερμοκρασία στο διάστημα, μιλούν για μια μέση θερμοκρασία — στην πραγματικότητα, αυτό που ονομάζεται κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου, η οποία είναι η ενέργεια που έχει απομείνει ακόμα από τη Μεγάλη Έκρηξη. Πιο κοντά στη Γη, όπως ακριβώς έξω από την τροχιά του Πλούτωνα, η θερμοκρασία εκτιμάται ότι είναι πιο κοντά στους 35 ή 40 Kelvin λόγω των επιπτώσεων του μακρινού Ήλιου. Αυτό είναι ακόμα πολύ κρύο, αλλά πουθενά τόσο κρύο όσο κάπου στο βαθύ διάστημα, μακριά από κάθε ηλιακό φως.
Θερμοκρασία μέτρησης
Η μέτρηση της θερμοκρασίας στο διάστημα είναι πιο περίπλοκη από τη χρήση απλώς ενός θερμομέτρου, καθώς η θερμοκρασία είναι μόνο ένας σημαντικός αριθμός όταν η θερμότητα μπορεί να μεταφερθεί αποτελεσματικά από το ένα σώμα στο άλλο. Στο διάστημα, ενώ η θερμοκρασία των σωματιδίων μπορεί να είναι πολύ υψηλή, η πυκνότητά τους είναι πολύ χαμηλή, επομένως η ικανότητα μεταφοράς θερμότητας είναι ελάχιστη. Θα μπορούσαν να βρίσκονται σε εκατομμύρια βαθμούς στην περιοχή Kelvin, αλλά επειδή τόσο σπάνια συγκρούονται μεταξύ τους, το πραγματικό φαινόμενο της θερμοκρασίας ή της ανταλλαγής θερμότητας δεν λαμβάνει χώρα. Η θερμοκρασία στο διάστημα λοιπόν έχει να κάνει με την κίνηση και τη συγκέντρωση των μορίων, τα οποία με τη σειρά τους καθορίζουν πόσο συχνά συγκρούονται μεταξύ τους για να κερδίσουν ή να χάσουν ενέργεια.
Εξαιτίας αυτού, η θερμοκρασία πρέπει να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας το νόμο του Planck, ο οποίος λέει ότι κάθε αντικείμενο στο σύμπαν εκπέμπει ακτινοβολία ανάλογα με τη θερμοκρασία του. Εξετάζοντας την ακτινοβολία που εκπέμπεται από το διάστημα και χρησιμοποιώντας αυτόν τον τύπο, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η θερμοκρασία είναι περίπου 2.725 K. Διαφορετικά μέρη του διαστήματος έχουν στην πραγματικότητα διαφορετικές θερμοκρασίες και ο γαλαξίας Milky Way – όπου βρίσκεται η Γη – είναι ελαφρώς θερμότερος από πολλούς άλλα μέρη.
Επηρεάζοντας παράγοντες
Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι ο χώρος είναι στην πραγματικότητα παντού και ότι ακόμη και τα ανθρώπινα σώματα αποτελούνται κυρίως από κενό χώρο. Έτσι, όταν κάποιος συζητά τις θερμοκρασίες σε οποιαδήποτε συγκεκριμένη περιοχή του διαστήματος, πρέπει επίσης να συμπεριλάβει τυχόν αντικείμενα που φαίνονται στερεά με γυμνό μάτι. Άλλοι παράγοντες που θα μπορούσαν τελικά να αλλάξουν την άποψη των ειδικών για το ποια είναι η θερμοκρασία στο διάστημα περιλαμβάνουν τις επιπτώσεις της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας, οι οποίες μαζί αποτελούν το 96% όλου του γνωστού σύμπαντος.