入秋后凉意袭来 宇宙中最低温度是多少？

　　原问题：入秋后凉意袭来 你知道宇宙中最低温度是几多吗

　　天文辞书

　　初入九月，部门地域已经开始逐渐变凉。地球上的温度变革万千，宇宙中差异天体的温度又怎样？

　　就人们的直观感觉而言，温度就是物体的冷热水平。从微观层面看，物质都是由分子或原子构成，这些分子永不断息地做着无法则行为。固然我们看不见分子的行为，但用手触摸时能感觉到物体的冷热，着实就是分子热行为强烈水平的浮现——分子均匀热行为动能大的温度就高，反之温度就低。

　　一般糊口中，人们发现了各式百般的温度计来丈量温度。而对迢遥的宇宙天体，我们怎么知道它的温度呢？

　　差异颜色代表差异温度

　　差异波长的光泛起出差异的颜色，蓝光的波长较短，红光的波长较长。早在战国时期，《考工记》就记实着“黄白之气竭，青白次之；青白之气竭，青气次之，然后可铸也”，即跟着温度的升高，火焰会泛起出差异的颜色，到“出神入化”的时辰温度最高。

　　恒星的发光机制和炉火差异，但颜色与温度之间也存在着相干性。温度越低的恒星，颜色越偏红，譬喻红矮星外貌只有两三千摄氏度，比邻星就是云云；温度越高的恒星，颜色越偏蓝，譬喻蓝超巨星的外貌可达数万摄氏度。

　　通过光谱丈量，天文学家可以或许知道恒星在差异波长上辐射的光泽强度，而且按波长画出辐射强度的漫衍曲线。一样平常来说，曲线的峰值波长（也就是辐射强度最大处的波长）抉择了恒星的颜色。譬喻，太阳辐射的波峰在555纳米，为黄色。差异温度的恒星具有差异的峰值波长和漫衍曲线，从热辐射纪律就能推算出它的外貌温度，我们称之为有用温度。天体中还存在非热辐射进程，譬喻星系团内热气体的热韧致辐射，它们的温度可以用其他要领得到。

　　恒星中心的温度要比外貌高得多，是宇宙中最热的处所之一。我们地球内部的温度约莫为6200开尔文（以下简称开），比太阳外貌温度（5800开）略高一点，可是太阳内部的温度高达1500万开。质量最大、燃烧最快的恒星，焦点温度可达2亿开以上。可与之对比的，是星系团中在各个星系之间弥漫着的热气体。它们每每具有几万万乃至上亿开的高温，发生云云高温的缘故起因也许是被星系中心超大质量黑洞的喷流和星系风等加热。

　　除此之外，当天体发作和碰撞时，也可以到达更高的瞬时温度。譬喻大质量恒星衰亡时发作成为超新星，中心和膨胀壳层的温度可到达数百亿开。中子星碰撞的刹时，外层温度更可高至几千亿开！宇宙中最重的元素，譬喻金、锶、铀等，就是在这些极高温进程中发生的。

　　人类缔造的最高温度，是2012年欧洲的大型强子对撞机撞出的5万亿开超高温。固然只有一刹时，但已经很是惊人了。本年4月，我国的“人造太阳”——“东方超环”初次实现1亿摄氏度运行近10秒。

　　地球5000光年外温度靠近绝对零度

　　宇宙中的温度最高能到达几多呢？凭证现有理论，宇宙中的最高温度被称为普朗克温度：高出1032开，即1亿亿亿亿开。它是最重的微观粒子以光速行为时所示意出来的温度，是正常物理进程不行能到达的温度上限，或者只存在于宇宙大爆炸的那一刹时。

　　理论上最低的温度是绝对零度，也就是0开尔文，即零下273.15摄氏度。当分子的热行为不绝削弱时，物体温度就会不绝低落，分子完全静止不动时，温度就到达了最低，被称为绝对零度。不外按照量子力学的不确定性道理，分子的行为不行能完全静止下来，以是绝对零度现实上是不行能实现的。在尝试室里，物理学家通过激光冷却和磁冷却本领，可以将稀薄的原子气体冷却到绝对零度以上约十亿分之一开。2018年国际空间站上的冷原子尝试室乃至将冷原子降温到了百亿分之一开！此时原子移动很是迟钝，可以用来研究超冷原子的特异量子特征。

　　宇宙中已知的最低温地域，是间隔我们5000光年的半人马座旋镖星云（Boomerang nebula）中心四面，哪里的温度仅为1开阁下。这也许是由于其存在一颗伴星，使得它外层物质的抛射速率到达了正常值的10倍，将温度降至极值。虽然这一低温只是暂且的，它最终将升至和宇宙微波配景辐射等温。

　　有许多文章都提到，太空中每立方厘米最多只有几个粒子，根基上就是真空，在这里温度这一观念也就失去了意义。那么若是我们把一个抱负的温度计放入太空，读数会是几多呢？没人做过这个尝试，以是还没有确切谜底。不外我们可以按照已知的究竟和纪律做个揣度。

　　在恒星之间广袤的星际空间里，遍布着稀薄的星际气体和尘土。它们的数密度极低，像地球体积这么大的范畴内，全部的星际介质拢在一路还不如一个骰子大。以是险些不会有星际介质微粒和温度计产生碰撞并转达能量，温度计永久也测不出这些粒子的温度。可是温度计自身也是由大量微观粒子构成的，也会辐射电磁波并丧失热量。它的温度会逐步低落，直到最后和宇宙微波配景辐射到达均衡，定格在2.73开。宇宙微波配景，是宇宙大爆炸早期降生的高能光子，跟着宇宙的膨胀和冷却，这些光子此刻已经被拉长到了微波波段（波长在0.3—75厘米之间），成为遍布整个宇宙的“配景辐射”。和丈量恒星的外貌温度相同，人们测出了配景辐射的光谱漫衍曲线，求得它的温度为2.73开。

　　宇宙微波配景辐射无处不在，在阔别恒星等热源的宇宙空间中，它的温度可以视作空间自己的温度。空间中的其他粒子，譬喻星系团内的热气体等，可以具有极高的行为速率，以温度权衡其能量的话，可以高达上亿开。可见统一片空间中，极低温与极高温是同时共存的，可谓名副着实的“冰火两重天”。虽然我们必要从微观粒子能量的角度来对待这里所谓的温度，也不会像触摸宏观物体一样感觉到它们的冷和热。假如把一个小铁块放到这样的空间中，它并不会被融化以致气化。现实上根基没有粒子会撞上铁块，它只会迟钝地通过热辐射降温至2.73开，那些稀薄的高温气体对它毫无影响。（作者系北京天文馆研究员）

（编辑：湖南网）

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