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科學大設問:宇宙中最冷的地方究竟在哪里?

作者:小小 人氣: 發布時間:2019-03-09
摘要:宇宙的浩瀚無邊注定的宇宙當中有許多未解之謎,宇宙的浩蕩已經超出了人類的認知。那么大家知道宇宙當中最冷的地方在哪里嗎?宇宙的溫度又是如何變化的呢? 在138億年前,虛無的
宇宙的浩瀚無邊注定的宇宙當中有許多未解之謎,宇宙的浩蕩已經超出了人類的認知。那么大家知道宇宙當中最冷的地方在哪里嗎?宇宙的溫度又是如何變化的呢?
科學大設問:宇宙中最冷的地方究竟在哪里?
在138億年前,虛無的空間中出現了一個奇點,它有著無限小的體積,無限大的質量。隨后這個奇點在神秘力量的作用下發生了大爆炸,瞬間爆發的巨大能量,完成了能量轉化物質的過程,大量的塵埃和氣體出現,開始不斷凝聚形成天體。
 
天體組成星系,星系組成星系團,就這樣宇宙誕生了。隨著宇宙的誕生,時間和空間的概念出現,同時出現的還有溫度。人類目前對溫度的認知都是我們自己定義的溫度,比如零下和零下,在人類的定義下,溫度以零度為界限進行劃分,高于零度稱之為零上,低于零度稱之為零下。
 
我們都知道,溫度是沒有上限的,幾萬度,幾億度可以無限升高,可是溫度卻是有下限的,這個下限值稱之為絕對零度,也就是零下273.15攝氏度。溫度之所以有下限是因為溫度的升高和降低是由微觀世界中的分子運動來決定的。
 
當分子運動越來越劇烈的時候,溫度也在不斷升高,當分子運動不斷降低的時候,溫度也在不斷降低。而分子的劇烈程度沒有上限,可是分子的活躍程度卻有下限,這個下限就是停上,當分子運動完全停上的時候,溫度也就達到了絕對零度。
 
現實生活中,我們能夠見到幾千度以上的高溫,可是我們卻很難見到接近絕對零度的低溫,可能很多人會想,溫度來源于宇宙,那么宇宙中最冷的地方在哪里?它的溫度又會低到何種程度?
 
事實上,宇宙雖然有恒星這個發熱源可以帶來溫度,但是整個宇宙背景輻射的溫度是非常低的,宇宙的平均溫度約為零下270攝氏度,當然,宇宙中,不同的地方溫度也會有所不同,那么目前發現的最冷地方是哪里呢?這個地方可能有人也聽說過。
 
宇宙中目前發現的最冷地方就是回力棒星云,它位于半人馬座,跨度地球約5000光年,該星云的溫度只比絕對零度高了一度,也就是達到零下272.15攝氏度。那么這個超低溫是如何形成的?這里又與其它的宇宙空間有什么不同?
 
原來,回力棒星云是一顆正在死亡的恒星所形成的,在該星云的中心,有一顆已經演化到末期的中低質量恒星,它正以每秒164公里的速度拋射出氣體云。當這些氣體云進入到幾乎是真空的太空環境中,就會經歷絕熱膨脹的過程。氣體絕熱膨脹會向外做功,導致內能下降,所以由內能決定的溫度也會隨之下降。
 
通過回力棒星云溫度的變化,我們也明白了一件事,那就是在宇宙中,當恒星走出末期的時候,星系的溫度會不斷下降,而宇宙中溫度比較低的地方往往都位于這些即將死亡的恒星系中。
 
如果這么看,那未來的太陽系也必然會經歷這個溫度不斷下降的過程,我們都知道,恒星是依靠內部的核聚變發生光和熱,因為恒星也是有壽命的,每一個恒星的壽命約在100億年左右。
 
太陽已經燃燒了50億年,它的壽命最多還有50億年,10億年之后,太陽開始膨脹向紅巨星轉變,而太陽系的溫度會有短暫的快速升溫,然后就是不斷下降的過程,太陽系慢慢成為一個冰凍的星系。可能很多人會擔心地球和人類的命運。
 
其實這個完全不用擔心,地球由于有人類文明,而人類的科技發展非常快,10億年之后,人類有可能早已成為星際文明,縱橫銀河系,那個時候我們完全可以將地球推離太陽系,流浪到其它恒星系,成為另一個星系中的行星。
 
雖然宇宙中目前發現的最低溫度是零下272.15攝氏度,但是人類已經在實驗室中創造了更低的溫度,無限接近絕度零度的溫度即零下273.1499999999攝氏度。該超低溫設備的核心部分是一臺溫度低至3毫開氏度的稀釋制冷機,以及兩個采用絕熱去磁方法的核冷卻階段。
 
當然,絕對零度這個值也是人類自己定義的,至于宇宙中是否還有比絕度零度還低的地方,那也是一個未知數。畢竟人類的科技還處于起步階段,并不是非常發達,我們能夠探索研究的宇宙范圍也非常有限,或許在人類的可觀測范圍之外,還有超乎我們想象的低溫,那個時候或許絕度零度不可破的理論就會破裂。
 
在宇宙當中的確存在著比絕對零度還要低的溫度,雖然這目前還是一個未知數,但是這個科學設想也是非常值得推敲的。目前人類發現的許多規律并不是完全正確的相信,隨著以后的科學探索還會更加完善。
 
 
責任編輯:小小

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