宇宙之最說明文

宇宙之最說明文

　　宇宙之“八最”

　　最燙、最冷、最快、最亮、最圓、最暗、最密、最大……無窮的宇宙還有多少奧秘?讓我們來看看宇宙最壯觀的一些玩意兒。

　　最燙

　　哪怕1萬億K，也算不上宇宙最高溫。

　　前往宇宙中最熱之地的旅程，一定得首先經(jīng)過太陽。身為太陽系的烈焰中心，太陽表面溫度高達(dá)580K(K表示開氏度單位，開氏度K與攝氏度C之間的換算公式是K=273+C)。不過，就算溫度如此之高，太陽也并非是宇宙溫度的創(chuàng)紀(jì)錄者。藍(lán)超巨星用自己比太陽更大的質(zhì)量壓縮內(nèi)核，為內(nèi)部的核反應(yīng)司爐，溫度超過50000K。

　　但50000K也算不了什么，一些白矮星的溫度超過了它。白矮星是較小的恒星在燃盡自身能源后剩下的致密熱球，它們被稱為宇宙的灰燼，其中一個灰燼一HD62166的溫度高達(dá)200000K，它用自己耀眼得“痛苦”的大氣層點亮了一片巨大的星云。

　　墜入一顆恒星內(nèi)部，你會發(fā)現(xiàn)更熱的煉獄。最大超巨星的內(nèi)核溫度可能超過10億K。對一顆穩(wěn)定的恒星來說，溫度上限的理論值約為60億 K。在這樣的溫度下，恒星內(nèi)部的物質(zhì)開始釋放光子，這些光子的能量高得極具危險性，它們相撞時會產(chǎn)生電子和正電子對，其結(jié)果就是在一次巨大爆發(fā)中消滅恒星的時空反應(yīng)。

　　2007年，科學(xué)家首次觀測到疑似這類的“成對一不穩(wěn)定超新星”。當(dāng)時，科學(xué)家注意到了一次明亮且持續(xù)時間異常久的恒星爆發(fā)，這暗示存在一顆很大的恒星，這個“很大”遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過科學(xué)家此前認(rèn)為的恒星可能的最大體積。

　　在超新星爆發(fā)期間，恒星溫度可以短暫躍升到大大超過60億K。大麥哲倫云是距離地球大約16萬光年的我們銀河系的一個衛(wèi)星星系，1987年，科學(xué)家觀測到這里的一顆恒星出現(xiàn)爆發(fā)，在地球上探察到的這次爆發(fā)產(chǎn)生的中微子表明，這顆恒星的內(nèi)部溫度竟然高達(dá)約2000億K。

　　然而，與產(chǎn)生一次伽馬射線暴的溫度相比這也不值一提。伽馬射線暴是超高能量光線的短暫閃耀，運用特別調(diào)制的望遠(yuǎn)鏡一天可觀測到一兩次。伽馬射線暴被認(rèn)為是黑洞誕生的標(biāo)志，當(dāng)一顆巨型恒星的內(nèi)核坍塌或者當(dāng)兩顆超高密度的中子星碰撞時就會形成黑洞。引力能可以某種形式轉(zhuǎn)化成由伽馬射線和其他輻射構(gòu)成的一股致密的巨大光柱，這一過程的細(xì)節(jié)迄今仍不明朗，但它一定與被加熱到1萬億(10的12次方)K左右溫度的由相對論粒子構(gòu)成的一個巨大火球有關(guān)。

　　而在地球上，有一個地方甚至比1萬億K還熱。這就是位于瑞士日內(nèi)瓦郊外地下1130米左右深度的一個探測器洞穴。在這里，從2010年 11月8日～12月6日，鉛原子核由歐洲核子研究中心的大型強子對撞機首次砸在一起，由此模擬宇宙開篇的一些場景。其結(jié)果是產(chǎn)生了溫度高達(dá)數(shù)萬億K(迄今為止在地球上記錄到的最高溫度)的亞原子火球。

　　這項實驗對于“宇宙極端高熱之地在哪里?”這個問題給出了線索。它不是在現(xiàn)在、在這里，而是在以往、在那里——宇宙大爆炸的腹心，一個由溫度和密度組成、宇宙由此發(fā)端的奇點，其最高溫度恐怕得以10的32次方來計量，在這個數(shù)量級上現(xiàn)有的物理學(xué)知識已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。

　　最冷

　　哪怕只有1K，也算不上宇宙最低溫。

　　太空本身既不熱又不冷。在缺少帶熱振動的東西的條件下，溫度毫無意義。不過，太空中確實有豐富的冷東西。

　　在我們的太陽系里，最冷的地方可以說近在眼前。2009年，美國宇航局“月球勘測者軌道器”發(fā)現(xiàn)，在月球南極附近太陽光照不進的永凍坑中，溫度竟然只有33K(-240℃)，比在既陰暗又遙遠(yuǎn)的冥王星上探察到的溫度還低。隨著探測范圍的擴大和測量精度的提高，這項紀(jì)錄完全有可能被改寫，一些更加遠(yuǎn)離太陽的衛(wèi)星或矮行星可能有著自己的永凍坑。

　　出了太陽系，肯定有一些更寒冷的巖石，而其中最冷的“孤魂野鬼”很可能存在于星系際空間。由于只被宇宙大爆炸后微弱的微波余輝和遙遠(yuǎn)星光的微亮加溫，這些天體的溫度可能不超過3K。因為溫度僅為2.7K的微波背景沐浴著整個宇宙，你也許會認(rèn)為再沒有比這更冷的了。但實際情況是，距離我們 5000光年、被稱為回飛鏢星云的一團氣云的溫度只有1K。這團星云正迅速膨脹，并在此過程中不斷降低自身氣體的溫度，其降溫方式與家用電冰箱或空調(diào)器中冷卻劑的膨脹降溫是一樣的。

　　回飛鏢星云能否保住自己在已知天然物體中的最冷頭銜還有待觀察，但在創(chuàng)造最冷方面人類輕而易舉地勝過了大自然。2003年，在美國麻省理工學(xué)院一個實驗室里，一團鈉原子云被降溫到0.45納開，也就是不到絕對零度(-273℃)以上10億分之0.5K。如此低的溫度在宇宙中迄今未被見到，甚至就連這么低的溫度對宇宙有什么用處或者有沒有用處這個問題也至今沒有答案。

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