¿Qué hace que el universo sea tan frío que los planetas que están lejos del sol están congelados?

Pero … los planetas lejos del Sol no están congelados.

  • Júpiter es gas (principalmente hidrógeno, pero tiene una hermosa lluvia de helio-neón), hasta que se llega al increíble núcleo de hidrógeno metálico líquido, que podría ser líquido, no lo sabemos realmente.
  • Saturno es probablemente más o menos lo mismo con el hidrógeno / helio líquido volviéndose gaseoso a medida que te alejas del centro.
  • Urano tiene un centro rocoso (probablemente compuesto principalmente de metano, amoníaco y algo de agua), al igual que la Tierra, y luego llega a una atmósfera de gas (como la Tierra), de metano, hidrógeno y helio.
  • La estructura de Neptuno es básicamente la misma que la de Urano.

De hecho, en términos de superficie congelada, la Tierra probablemente tiene más superficie congelada que los otros 8 planetas principales (quizás Marte tiene un mayor porcentaje).

Oh espera … ¿te referías al agua? Sí, es cierto que estos planetas son mucho más fríos, y el agua se congelaría instantáneamente en cualquiera de estos planetas (hasta que te acerques al núcleo, por supuesto).

¿Por qué el Sol no puede calentar a Neptuno? Pues lo hace. Neptuno es un balsámico -346 ° F (63 ° K), ¡porque está tan cerca del Sol! Todavía está muy lejos de Absolute Zero (−459.67 ° F, 0 ° K), pero definitivamente se beneficia de su proximidad al Sol. Date cuenta de que está a 4,540,000,000 km del Sol (en promedio).

Entonces, ¿por qué el universo es tan frío? Eso es porque es tan, épicamente, enorme . Como si no pudieras entenderlo si quisieras. Básicamente, las fuentes de energía son como velas en una habitación oscura: si estás cerca, puedes mantenerte caliente, pero incluso una vela con los brazos extendidos no te calentará a menos que la toques. Simplemente haga esa escala billones de veces más grande.

Básicamente, hay muy pocas cosas que proporcionen energía al universo: a nivel local, son básicamente estrellas, sus explosiones y sus restos. Solo aquellas cosas que se unieron gravitacionalmente a un punto donde comenzó la fusión (estrellas) en realidad están derramando energía. Lamentablemente, la mayor parte del universo está muy, muy lejos de una estrella. Si comienzas en nuestro Sol y sales, la próxima fuente de energía (una estrella) está a 39,900,000,000,000km de distancia. Demasiado para experimentar el calor.

Afortunadamente, incluso a esas temperaturas de 2.7 ° K, algunas cosas pueden permanecer gaseosas, como el hidrógeno y el helio. El metano puede ser un gas a −257.8 ° F (112 ° K), lo que lo convertiría en un bloque congelado roto, pero no es un problema para ese gas. Ni siquiera se vuelve sólido hasta -295.6 ° F (91 ° K), pero aún es mucho más cálido.

Entonces, sí, esos planetas están fríos (porque las distancias son muy grandes), pero no es nada cuando miras el universo en su conjunto. Hace frío (y es oscuro, por las mismas razones que hace frío).

Esta es una pregunta muy básica, pero de todos modos daré una respuesta.
Una analogía a tu pregunta:
Encienda una vela en su habitación y apague todas las luces y cubra la habitación en la oscuridad. Ahora acerca tu mano a la vela, te sientes más cálido ¿verdad? Y a medida que te alejas de él, el calor de la vela continúa disminuyendo hasta que ya no puedes sentir el calor. Lo mismo ocurre con los planetas, considerando el sol como la vela.
La temperatura promedio del Universo es de aproximadamente 3.7K o -270 grados C, mientras que el hielo se forma a 0 grados C.

Creo que es más que la ley del cuadrado inverso. La temperatura de un planeta está determinada no solo por la cantidad de energía recibida del sol sino también por su capacidad para disipar esta energía. Esta habilidad puede variar de un planeta a otro. Sin embargo, la temperatura de un planeta está limitada por el rango como resultado del equilibrio dinámico.