Если бы между Солнцем и Землей был воздух, насколько бы мы согрелись?

На этот вопрос действительно сложно ответить, как намекает Карл Витхофт. Основная проблема заключается в том, что вы никак не сможете создать атмосферу вокруг Солнца и распространить ее на Землю. Это было бы дико нестабильно, и что бы ни случилось, общим результатом будет взрыв энергии, который убьет Землю. И вы не можете на самом деле сказать, что взмахнете волшебной палочкой и предотвратите все это, потому что тогда вы коренным образом изменяете физику и не получите ответа на вопрос, который хотели задать с самого начала.

Единственный способ ответить на этот вопрос — взглянуть на текущую атмосферу Солнца и попытаться экстраполировать. Взгляните на рисунок ниже. Это представляет как температуру (сплошная линия), так и плотность (пунктирная линия) Солнца в зависимости от высоты над поверхностью (что означает «поверхность» Солнца, это совсем другой вопрос). Температура на поверхности Солнца мизерная$5800\:\mathrm{Kelvin}$. По мере увеличения высоты эта температура (т. е. температура плазменной атмосферы над «поверхностью» Солнца) меняется не сильно. Эта область атмосферы известна как хромосфера. Но затем, на определенной высоте, известной как переходная область, происходит резкое повышение температуры. Она колеблется от нескольких тысяч градусов до пары миллионов градусов. Эта область атмосферы называется Короной. Этот график обрывается на$10,000\:km$но атмосфера Солнца простирается далеко за пределы Плутона.

Надеюсь, вы в полной мере понимаете, к чему я веду: Земля на самом деле находится внутри атмосферы Солнца, и эта атмосфера очень горячая! Причина, по которой мы, конечно, не сварились до смерти, заключается в том, что атмосфера невероятно разрежена. Всего несколько частиц на кубический сантиметр. Итак, на самом деле вы предлагаете увеличить плотность этой атмосферы на безумную величину. Вы хотите сделать это примерно$10^{20}$раз плотнее! Если мы просто экстраполируем свойства, это превратит и без того горячую атмосферу Солнца (вокруг Земли) во что-то невероятно горячее. И огромная плотность означает, что мы действительно почувствуем эффекты. Земля, вероятно, испарится в мгновение ока, еще до того, как произойдет катастрофический взрыв, о котором я упоминал выше.

Итак, длинный ответ короткий: около миллиарда градусов .

Типа зависит - у вас не может быть атмосферы с одинаковой плотностью, чтобы достичь чего-то близкого к одному стандартному атм. около орбиты Земли (что, кстати, нанесло бы ущерб орбитальной стабильности в первую очередь из-за сопротивления), плотность должна была бы быть чем-то ужасным ближе к Солнцу.

Это был бы отличный вопрос xkcd «что, если», если бы он был сформулирован более похоже на «какой профиль плотности»; мой тщательный, подробный расчет (т.е. вытащенный из невежливого отверстия) предполагает, что такая атмосфера быстро схлопнется в собственно Солнце из-за гравитационного притяжения. Я не решаюсь предположить, насколько горячими станут внешние области из-за оптического поглощения — если предположить, что эта атмосфера внезапно встала на место при общей температуре в диапазоне 200–300 К и сразу же начала нагреваться и разрушаться.