地球5000光年外温度接近绝对零度

宇宙中的温度最高能达到多少呢？按照现有理论，宇宙中的最高温度被称为普朗克温度：超过1032开，即1亿亿亿亿开。它是最重的微观粒子以光速运动时所表现出来的温度，是正常物理过程不可能达到的温度上限，或许只存在于宇宙大爆炸的那一瞬间。

 

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。当分子的热运动不断减弱时，物体温度就会不断降低，分子完全静止不动时，温度就达到了最低，被称为绝对零度。不过根据量子力学的不确定性原理，分子的运动不可能完全静止下来，所以绝对零度实际上是不可能实现的。在实验室里，物理学家通过激光冷却和磁冷却手段，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实验室甚至将冷原子降温到了百亿分之一开！此时原子移动非常缓慢，可以用来研究超冷原子的特异量子特性。

 

宇宙中已知的最低温地区，是距离我们5000光年的半人马座旋镖星云（Boomerang nebula）中心附近，那里的温度仅为1开左右。这可能是因为其存在一颗伴星，使得它外层物质的抛射速度达到了正常值的10倍，将温度降至极值。当然这一低温只是暂时的，它最终将升至和宇宙微波背景辐射等温。

 

有很多文章都提到，太空中每立方厘米最多只有几个粒子，基本上就是真空，在这里温度这一概念也就失去了意义。那么假如我们把一个理想的温度计放入太空，读数会是多少呢？没人做过这个实验，所以还没有确切答案。不过我们可以根据已知的事实和规律做个推断。

 

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埃。它们的数密度极低，像地球体积这么大的范围内，所有的星际介质拢在一起还不如一个骰子大。所以几乎不会有星际介质微粒和温度计发生碰撞并传递能量，温度计永远也测不出这些粒子的温度。但是温度计自身也是由大量微观粒子组成的，也会辐射电磁波并损失热量。它的温度会慢慢降低，直到最后和宇宙微波背景辐射达到平衡，定格在2.73开。宇宙微波背景，是宇宙大爆炸早期诞生的高能光子，随着宇宙的膨胀和冷却，这些光子现在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“背景辐射”。和测量恒星的表面温度类似，人们测出了背景辐射的光谱分布曲线，求得它的温度为2.73开。

 

宇宙微波背景辐射无处不在，在远离恒星等热源的宇宙空间中，它的温度可以视作空间本身的温度。空间中的其他粒子，例如星系团内的热气体等，可以具有极高的运动速度，以温度衡量其能量的话，可以高达上亿开。可见同一片空间中，极低温与极高温是同时共存的，可谓名副其实的“冰火两重天”。当然我们需要从微观粒子能量的角度来看待这里所谓的温度，也不会像触摸宏观物体一样感受到它们的冷和热。如果把一个小铁块放到这样的空间中，它并不会被融化乃至气化。实际上基本没有粒子会撞上铁块，它只会缓慢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。