對於温度相信大家不會陌生,我們每時每刻都在跟它打交道。温度的起源來自於宇宙大爆炸,自從138億年前奇點大爆炸發生之後,宇宙誕生了,隨之誕生的還有空間,時間,温度等各種宇宙規則。
雖然温度是人類每天都要接觸的事物,但是古時候的人們只知道温度有高有低,卻不知道用什麼來衡量温度的高低,也不知道温度有沒有極限值。隨着人類的不斷髮展,300年前人類文明走進了科技發展的時代,科學家為了更好的研究探索温度的奧秘,給它定義了一個衡量標準:攝氏度。
攝氏度以0度為分界線,分為零上和零下,有了這個衡量標準之後,科學家也開始了對温度的探索和研究,到了現在我們都知道温度是沒有上限值的,它可以無限升高,幾百度,幾千度,幾萬度甚至幾億度都可以。可是温度卻是有下限值的,這個下限值就是絕對零度,即零下273.15攝氏度。
温度之所以有下限值還要從決定温度變化的微觀粒子説起,科學家稱温度之所以有變化,是因為其內部的分子運動決定的,當分子運動越來越劇烈的時候,温度不斷升高,當分子運動越來越弱的時候,温度就會不斷下降。
分子的運動減弱程度有一個下限值,那就是靜止,當分子的運動完全靜止不動的時候,温度的下降也就達到了極限。而事實上,分子的運動不可能完全靜止,因此絕對零度度只是一個可望而不可及的目標,只能接近而不能到達,這一點跟物體的速度極限值是光速非常相似。
既然温度來源於宇宙大爆炸,那麼宇宙的温度應該非常低了,那麼宇宙中温度最低的地方在哪裏?雖然宇宙中有很多像太陽一樣的恆星存在,它們能夠給寒冷的宇宙帶來一些温暖,但是宇宙的背景輻射温度的温度始終是非常低的,宇宙的平均温度約為零下270攝氏度,當然,宇宙中,不同的地方温度也會有所不同。
目前科學家觀測發現的宇宙最寒冷的地方是距地球5000光年的回力棒星雲,它位於半人馬座,該星雲的温度只比絕對零度高了一度左右,温度可達零下272攝氏度。回力棒星雲其實是恆星走到生命末期剝離氣體時形成的,可能有些人還是有一個疑問:宇宙中恆星生命末期形成的星雲很多,為什麼這個回力棒星雲反而是温度最低呢?
其實這一切主要是跟回力棒星雲的特殊形狀有關,布莫讓星雲的外形酷似一個蝴蝶領結,由速度達到每小時31萬英里(約合每小時50萬公里)的強風所致,超冷氣體遠離瀕死的中央恆星。它的結構類似於一個喇叭狀,口小氣體排出速度極小,這種情況之下,空氣快速的擠壓向外做功,發生了絕熱膨脹,這個過程使得空氣冷卻加速。這一點其實我們在現實生活中也經常可以見到,比如氣流從一個非常小的口中急速向外噴射,那麼處在風口的位置就會特別寒冷,地球上有很多寒冷的地方也差不多類似於這個道理。
不過,科學家認為回力棒星雲並不能永遠保持宇宙最寒冷地方的地位,隨着時間的推移,整個星雲的塵埃還在擴散,外圍的塵埃正在接受其他恆星的照射,這樣的照射給它們帶來温暖,所以星雲的外側在漸漸升温,儘管現在還低於周圍宇宙空間温度,但是在不久的將來會逐漸與宇宙背景温度趨勢一致,而宇宙中最寒冷的地方也將被其它的特殊星雲取代。
事實上,宇宙中是否還有比回力棒星雲更冷的地方,現在仍然是一個未知數。雖然現代科學家稱回力棒星雲是宇宙是最寒冷的地方,但是前提條件是在現有科技的觀測能力之下。而宇宙是浩瀚廣闊的,大到我們無法想象,人類雖然號稱可觀測宇宙範圍達920億光年,其實我們真正能夠觀測的宇宙範圍非常有限。
浩瀚的宇宙當中,人類現有的觀測技術,除了像超大質量黑洞,類星體這樣能量特別明亮的天體能夠在數千萬光年甚至數百億光年被我們觀測到,其它普通的天體,比如恆星,行星,星雲等,我們能夠觀測的範圍不會超過一萬光年。
因此,浩瀚的宇宙到底哪裏才是温度最低的地方,科學家也沒有確定的答案,按正常的邏輯來説,離宇宙中心越遠的地方應該越寒冷,那麼宇宙的邊緣有可能才是温度最低的地方,可是以人類現有科技,我們根本無法觀測到宇宙邊緣,甚至連宇宙到底有多大,現在我們也只是猜想。
而絕對零度是否一定是温度的下限極限,也是需要懷疑的,雖然在現有科技下,絕對零度是真理,但是在未來不,它是否還能夠保持温度的絕對下限值仍然是一個未知數。有可能隨着人類科技的不斷進步,未來我們能夠在實驗室製造出比現在絕對零度還低的温度,那麼温度的下限值也將被打破,而在宇宙當中有可能在我們未知的區域,存在着超出我們想象的最低温度。
温度雖然是我們每天都接觸的事物,但是我們對它的瞭解其實並不多。它跟時間一樣,雖然我們每天都打交道,但是有關它們的一切都只是人類自己的定義,真正的宇宙温度是如何定義的,還需要科學家不斷研究探索。有可能在未來,我們能夠完全破解温度的奧秘,那個時候人類離真正揭開宇宙終極奧秘的願望也就不遠了。
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