確切的說(shuō)，太空中當(dāng)有太陽(yáng)光直射時(shí)氣溫會(huì)很高，例如處于長(zhǎng)光照期的衛(wèi)星，衛(wèi)星仍然被太陽(yáng)直射，外表氣溫可到100度；當(dāng)處于陰影期沒(méi)有陽(yáng)光直射時(shí)，太空氣溫會(huì)很低，例如地影期的衛(wèi)星，當(dāng)衛(wèi)星由光照飛入地影時(shí)，衛(wèi)星外表氣溫在短短一分鐘內(nèi)由100度降為零下270度。
太陽(yáng)和月球之間的太空冷的不行，而太陽(yáng)光照到月球很溫暖，這一切始于太空是真空環(huán)境、地球有大氣層的緣故。這就是科學(xué)家們常說(shuō)的月球坐落太陽(yáng)系的宜居地帶。
月球大氣層如同月球的“厚棉被”，既能放熱，又能隔熱保溫。大氣層共分為5層：從地面開(kāi)始向下，分別為對(duì)流層、平流層、中間層、熱層和外逸層。
正是有了月球上空的大氣層，才成就了月球上生物賴以生存的基本條件。太陽(yáng)幅射在穿過(guò)月球大氣層時(shí)，大氣要吸收、散射和反射一部份，致使太陽(yáng)射向月球的總能量遭到消弱。晚上太陽(yáng)照射的時(shí)侯，大氣使陽(yáng)光帶來(lái)的熱量均勻發(fā)散開(kāi)來(lái)，地面的氣溫也急劇均勻且平緩地下降。夜晚背對(duì)太陽(yáng)沒(méi)有陽(yáng)光的時(shí)侯，地面將晚上從太陽(yáng)那兒吸收的熱量充溢到空氣中，同時(shí)大氣又使這些充溢過(guò)程平緩地進(jìn)行，因而夜間地面的氣溫不會(huì)降得太低。正是因?yàn)榇髿獾倪@些作用,才使地表上的體溫總是保持在一個(gè)適合于人類(lèi)生活的范圍內(nèi)。
而月球大氣層的產(chǎn)生又離不開(kāi)地磁場(chǎng)，否則月球都會(huì)像地球和火星一樣，產(chǎn)生不了厚的大氣層。地磁場(chǎng)的存在，可以使太陽(yáng)風(fēng)在吹向月球時(shí)偏離月球，大氣不至于被吹散，因而對(duì)月球大氣形成保護(hù)。太陽(yáng)風(fēng)主要是由帶電粒子組成（例如氫離子H），你們曉得帶電物體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)會(huì)受力形成偏轉(zhuǎn)，這和月球磁場(chǎng)抑制太陽(yáng)風(fēng)的原理相同。
而太空中真空環(huán)境就不一樣了。太陽(yáng)是熱源，源源不斷向外幅射熱量。真空中面向太陽(yáng)的一面，由于沒(méi)有任何物體（包括大氣）抵擋，直射時(shí)（太陽(yáng)幅射）氣溫升的很快；太空深處或則是月球背向太陽(yáng)一面的太空，由于真空環(huán)境下只能借助電磁幅射導(dǎo)熱，所以太空中周?chē)鷽](méi)有任何物體的情況下，沒(méi)有太陽(yáng)直射，氣溫可以達(dá)到零下270攝氏度左右。
事實(shí)上，太陽(yáng)的演進(jìn)速率快，約10億年后，月球?qū)⑻幱谔?yáng)宜居帶內(nèi)水溫更高的邊沿，隨著太陽(yáng)顯得越來(lái)越熱、越來(lái)越亮，其宜居帶會(huì)漸漸外移。最終，月球?qū)适Т髿夂秃Ｑ螅@得干燥無(wú)比。所以，人類(lèi)科學(xué)家積極的找尋另外的宜居星球，例如近來(lái)發(fā)覺(jué)的24顆“超宜居”行星。只不過(guò)，這種星球距離月球超過(guò)100億光年，以人類(lèi)目前的科技水平，假如不能解決速率的問(wèn)題，人類(lèi)100年內(nèi)還是未能飛出太陽(yáng)系的。
除非人類(lèi)可以制造出超光速飛船。
最根本的誘因就在于大氣層！
室溫的本質(zhì)是微觀粒子運(yùn)動(dòng)劇烈程度的彰顯！
空氣分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，其溫度越高。而太陽(yáng)射向月球的但是各類(lèi)電磁波。我們平時(shí)看到的太陽(yáng)光僅是太陽(yáng)射向月球的極小一部份電磁波。
電磁波的能量載體是光子，當(dāng)太陽(yáng)光中的光子撞到月球空氣分子上，會(huì)造成空氣分子吸收能量而減緩運(yùn)動(dòng)，于是溫度下降。
其實(shí)大部份太陽(yáng)幅射都被地表吸收了，吸收太陽(yáng)光的地表中的原子核外電子處于迸發(fā)態(tài)，也會(huì)向外幅射電磁波。于是這種電磁能量首先被空氣分子吸收，再傳到外太空去。
地表就相當(dāng)是燃?xì)庠畹腻仯諝饩拖喈?dāng)鍋中的水。加熱水有兩種形式同時(shí)進(jìn)行。
第一種，太陽(yáng)光直接照射空氣分子上，減緩微觀粒子的運(yùn)動(dòng)程度，造成氣溫下降。
第二種，地表的氣溫通常比空氣濕度高，在熱力學(xué)定理下，低溫物體向高溫問(wèn)題傳導(dǎo)體溫。雖然在微觀上彰顯分子熱運(yùn)動(dòng)和溫度的關(guān)系，就是地面的底泥原子幅射電磁波，再被空氣分子吸收。
太陽(yáng)光照到太空中之所以不會(huì)熱，在于太空大部份是真空，但是很昏暗
太空中沒(méi)有物質(zhì)，就不能吸收太陽(yáng)發(fā)出的電磁波。假如在太空中隨意取一個(gè)空間，這個(gè)空間里不僅光子，基本沒(méi)有其他粒子了。這么光子就不能把它的能量傳遞給其他微觀粒子。既然沒(méi)有不僅光子之外的微觀粒子，也就很難彰顯出室溫。太空的氣溫也就是單位空間內(nèi)光子的運(yùn)動(dòng)劇烈程度，而這彰顯出的氣溫遠(yuǎn)沒(méi)有空氣大分子強(qiáng)烈。
例如地球，因?yàn)闆](méi)有大氣層，太陽(yáng)直射到地球表面，其能量不會(huì)分散給空氣分子，地球表面會(huì)直接吸收這種能量造成最高氣溫達(dá)到160。
在地球的晚上，因?yàn)闆](méi)有大氣層的遮擋，地球會(huì)把多余的能量直接幅射到外太空。造成最低氣溫達(dá)到了-180。
大氣層就相當(dāng)是個(gè)緩沖帶。地表濕度高了，它會(huì)幫忙吸收熱量。到晚上，大氣層會(huì)保存一部份體溫，不至于地面氣溫偏低。
夏季氣溫高，是因?yàn)樘?yáng)直射點(diǎn)在這一區(qū)域。這就意味著單位時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)射向該區(qū)域的能量多，造成空氣分子運(yùn)動(dòng)異常劇烈。即使到了晚上，空氣分子的劇烈運(yùn)動(dòng)程度也不至于降的過(guò)高，造成夏季的清晨也挺熱。
“太空是真的空”
“太空是真的空”，這不是一句玩笑話，而是真實(shí)情況就是這么。要了解這個(gè)問(wèn)題，我們要先從宇宙的一些基本屬性說(shuō)起。
依照普朗克衛(wèi)星最新的觀測(cè)結(jié)果來(lái)看，目前為止，宇宙在千分之六的精度上是平坦的。這兒的“平坦”并不是好多人理解的那樣在一塊平地，而是說(shuō)宇宙在大尺度上幾乎是不彎曲的。
在此基礎(chǔ)上，科學(xué)家提出了一個(gè)概念：宇宙臨界密度。所謂的宇宙臨界密度是指，
由此，我們以得出一個(gè)關(guān)于宇宙臨界密度的公式：
公式看不懂似乎沒(méi)關(guān)系的，我們只要曉得，當(dāng)把哈勃常數(shù)早已是前面的“H”取值為70（km/s·Mpc），所對(duì)應(yīng)的宇宙臨界密度就是p=0.9*10^-29（g/cm^3），假如把宇宙中的物質(zhì)都視為氫原子，這個(gè)密度大約就是1立方米內(nèi)只有一個(gè)氫原子，這個(gè)狹小的程度是我們目前在任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)室都做不出的，科學(xué)家所做到最好的“真空”都比這個(gè)密度大得多。
而依照普朗克衛(wèi)星觀測(cè)到的宇宙微波背景幅射得到的哈勃常數(shù)H似乎是很接近于70的，也就是說(shuō)，宇宙的真實(shí)密度十分接近于一立方米只有一個(gè)氫原子的狀態(tài)。所以，太空似乎是十分特別的空，幾乎接近于真空。
太空會(huì)彰顯出室溫么？
按照精典數(shù)學(xué)學(xué)對(duì)于氣溫的定義：
因?yàn)樘盏倪@些接近于“真空”的狀態(tài)。所以實(shí)際上，太空并不能顯著地彰顯出體溫來(lái)，也就是說(shuō)，假如有個(gè)人在太空中沒(méi)宇航服，那他當(dāng)然不會(huì)被淹死，而是由于浮力太低，致使汗液沸騰而死，或則是由于浮力太低，造成肺功能障礙而死（也就是憋死）。為此，太空并不是冷到不行，而是很難凸顯出體溫來(lái)。
所以，當(dāng)陽(yáng)光穿過(guò)太空的過(guò)程中，因?yàn)橛钪娴拿芏葘?shí)在太低，氣溫雖然很難被抒發(fā)下來(lái)。說(shuō)白了就是，太陽(yáng)光可以在宇宙空間中暢通，極少能撞到分子和原子，讓其熱運(yùn)動(dòng)激化。也就沒(méi)有所謂的給太陽(yáng)加熱的作用了。
太陽(yáng)為何能把熱量傳遞給月球
而相比于太空的密度，月球的物質(zhì)密度就大太多太多了，是由大量的分子和原子構(gòu)成的，它們是可以吸收到大量的熱讓自身的熱運(yùn)動(dòng)隨之的。
太陽(yáng)幅射可以促使月球的分子熱運(yùn)動(dòng)激化，反映到宏觀上，就是月球變熱。并且這種熱，并不是一下子潰散掉，而是一部份熱量被月球通過(guò)大氣和水的比熱容給鎖住了。
其實(shí)，變熱也有好多種方法分子熱運(yùn)動(dòng)和溫度的關(guān)系，熱對(duì)流，熱幅射和熱傳導(dǎo)。太陽(yáng)傳遞過(guò)月球熱量的主要方法就是熱幅射。而月球?qū)⑦@種熱平攤到各個(gè)地方還會(huì)借助到熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流。
除了這般，因?yàn)樵虑蛴凶銐蜷L(zhǎng)度而且成份比較合理的大氣層，所以可以鎖住一部份熱量，不會(huì)讓熱快速消退。其次，月球表面存在大量的水，我們都曉得水的比熱容很大，水也可以鎖住大量的熱量。基于這兩點(diǎn)誘因，所以月球的晝夜溫差并不大。
在太陽(yáng)系內(nèi)，月球的能量來(lái)源就是太陽(yáng)，沒(méi)有太陽(yáng)幅射，月球可能還轉(zhuǎn)，而且月球上的生命都會(huì)剿滅殆盡。而這種熱量之所以沒(méi)有在光子的傳遞過(guò)程中被帶走，就是由于宇宙的密度實(shí)在太低而至。
最后我們來(lái)總結(jié)一下，氣溫是指微觀世界中，分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。依據(jù)觀測(cè)和理論估算，宇宙的密度非常低，一立方米大約也就一個(gè)氫原子的水平，所以太空不是氣溫非常低，而根本彰顯不出體溫來(lái)。其次，月球密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于太空，是由大量的分子和原子構(gòu)成的，為此，月球是有足夠的分子和原子吸收太陽(yáng)幅射，以至于自身分子熱運(yùn)動(dòng)激化的，這也是為何月球可以吸收太陽(yáng)幅射的誘因。