Почему если в звезды в космосе имеют очень горячий газ (и при этом их бесконечно много), космос такой холодный?

Хе, а ответ - в вопросе. Космос холодный, потому что весь горячий газ забрали звёзды. Не будем уточнять, что звёзды сами этот газ нагрели, но космосу они горячий газ не отдают! А если и отдают, то очень-очень медленно.

Хотя, конечно, из-за того, что газа мало, говорить о температуре космоса не правильно. Можно говорить о температуре электромагнитного излучения в космосе... но его там тоже мало, и звёзды светят слишком "медленно", чтобы своим светом заполнить весь космос!

умничка. называется "фотометрический парадокс". сама открыла?

Дело в том, что Вселенная конечна, более того, ее всю астрономы видят уже лет 20. А еще важно, что она быстро расширяется, в итоге фотоны по дороге теряют энергию, "размазываются".

Космос не холодный и не горячий. Температура - это свойство вещества. А там, где вещества нет, нет и температуры.

Звёзды горячие, но между ними очень большие расстояния. Космос почти пуст. Мы живём близко к звезде, потому на Земле тепло. Если поместить какое-то тело в случайную точку космоса, то скорее всего там будет далеко до звёзд, и это тело остынет почти до абсолютного нуля.

1. Когда то космос был очень - очень горячий - первые секунды и годы после Большого взрыва (БВ)...

2. Но, ввиду сверхбыстрого расширения Вселенной вначале (инфляция), и последующего постоянного расширения 13 миллиардов лет подряд - пространства становится все больше и больше, а количество материи не увеличивается...

3. Мало того, материя быстро остыла - от кварк- глюонного супа в первые микросекунды БВ - до лептонного супа с кашей из адронов - минут через 10 после БВ (точно время не скажу - есть разные оценки и публикации - надо отдельно искать)

4. Уже через 1000 - 100 000 лет, думаю, материя так сильно разлетелась по объему Вселенной, продолжая остывать, что даже атомы водорода и молекулы перестали образовываться ввиду разряженности газа из протонов и электронов...

5. Основным механизмом остывания в первые секунды Вселенной стали нейтрино, когда наступила эпоха адронов (образования вещества из кварков и аннигиляция).

Затем, в эпоху лептонов "свет отделился от тьмы" (фотоны перестали поглощатьтся адронами и лептонами сразу...) - энергию уносили гамма- кванты (горячие фотоны, заложившие основу для формирования реликтового излучения). Затем в силу вступил основной механизм остывания - гравитационный - когда материя, улетая от "центра масс" Вселенной, - остывает, теряя кинетическую энергию (условное описание, аналогия с пустыней - см. ниже)

6. Реликтовое излучение имеет очень малую энергию (частоту или температуру) именно из за "гравитационного остывания фотонов" при последующем расширении Вселенной... и, по идее, должно ещё остыть со временем...

7. Таким образом, вопрос, почему космос холодный - отпадает сам собой... Остается только понять, почему звезды (ну совсем не бесконечное множество, а очень даже конечное и счетное) сделались горячими и не могут этим снова разогреть Вселенную...

Отвечаю:

1. Конденсируясь под действием гравитации в локальные облака / протозвезды и т. д вещество разогревается...

2. Потом, при возгорании термоядерного синтеза внутри звезды - выделяется много- много тепла за счет дефицита массы новых, более тяжелых элементов ...

3. Это тепло медленно рассеивается обратно в космос теми же процессами, что и ранее - при БВ, только масштабы теперь во много раз меньше... -ибо плотность материи при постоянном расширении Вселенной - все продолжает уменьшаться...

Вот и спрашивается - в чем парадокс? Все становится очевидным и понятно, что писали коллеги выше, отвечая на ваш вопрос...

ПС: "про гравитационное остывание"

Даже фотоны, улетая от тяжелой звезды существенно краснеют (теряют энергию). Что уж говорить о веществе, улетающем с горячего Солнца... -чем дальше улетают- тем холоднее становятся...

Пишут, что в далеком космосе температуры атомов водорода могут быть так низки, что возбужденные электроны в них могут находиться не только в 1,2,3 состояниях (орбиталях), но и в 1000-х, "увеличивая" размер атома до тысячных долей миллиметра, а находиться в таком состоянии атом может несколько минут!

Как то тут на "ответах" был очень хороший вопрос про жару в пустыне: почему горячий воздух в пустыне постоянно нагреваясь весь день и поднимаясь вверх - никак не нагреет воздух на высоте в 10- 20 км над пустыней... Ответ то же - гравитационное остывание!

Температура - это скорость движения частичек вещества (атомов, молекул). В космосе нет вещества - нет и температуры. Но тело, обладающее хоть какой-то теплотой всё равно охлаждается из-за того, что теплота разсеивается в виде инфракрасного излучения.