宇宙中最冷的地方是哪裡?

哲學詩畫

答案:最冷的地方可能在某個星球上,一定不在太空中

我看到回答區很多人都說太空深處接近絕對零度的星空是宇宙最冷的地方,但其實這裡有一個很大的誤區。“感覺冷”和“溫度低”是兩個完全不同的感念,地球上人類可以通過感覺冷熱的程度來判斷溫度的高低,但在太空就不適用了,因為太空是真空環境。

許多人都說太空中遠離光源的地方溫度接近於絕對零度,所以陰暗的太空深處溫度最低,感覺最冷,這句話只說對了一半。溫度的定義是微觀粒子運動的劇烈程度,太空是一個近乎於完全真空的環境,通過儀器測量出的太空是沒有什麼微觀粒子在強烈運動的,所以太空的溫度是非常低。但真要把一個人放在太空中,他是不會感覺冷的,反而會感覺燥熱。因為太空的真空的環境是最好的絕熱體,人體的熱量無法傳遞出去也無法散失,人體在正常新陳代謝的情況下會產生熱能,但太空中人體只能依靠熱輻射的方式輻射出微乎其微的熱量,所以宇宙的零下250多度之類的溫度只是數據上表現出來的溫度低,但實際上人體會感覺熱。

宇宙中讓人感覺最冷的地方很可能在某個星球上,目前人類觀察到最冷的地方在冥王星上,冥王星有大氣層不是真空的環境,並且大氣厚度是地球的13倍,科學家通過新視野號的數據發現冥王星上最低的溫度是零下238攝氏度,但我相信在宇宙中其它有大氣層的星球上,會有比這更低的溫度。


科學薛定諤的貓

雖然宇宙中的恆星數量極多,但宇宙空間其實很冷,其平均溫度大約為零下270.42攝氏度(理論上最低的溫度絕對零度為零下273.15攝氏度),這是瀰漫在整個宇宙的微波背景輻射的溫度。除了在實驗室中實現的人造低溫之外,天文學家在宇宙中發現的最冷地方令人意想不到:一片圍繞著垂死恆星的星雲。這片星雲被稱為回力棒星雲(又稱布莫讓星雲),其溫度低至零下272.15攝氏度,僅比絕對零度高了1度,使其成為目前已知宇宙中最冷的自然地方。那麼,為什麼這片星雲的溫度會如此之低呢?

回力棒星雲是行星狀星雲的前身,這是一片年輕的星雲,在其中間是一顆正在死亡的恆星。這顆恆星的結構已經非常不穩定,正在拋射出高速運動的氣體,速度高達164千米/秒。隨著這些氣體在太空中快速運動,它們的體積隨之迅速膨脹,從而使溫度急速下降。這裡稍微解釋一下氣體體積膨脹導致溫度下降的原理:因為氣體的體積膨脹,氣壓下降,從而減慢氣體分子的熱運動速度。溫度用於表徵分子熱運動的快慢,氣體分子運動越慢,則氣體就越冷。這就是為什麼回力棒星雲的溫度甚至比宇宙大爆炸殘留下的微波背景輻射還要冷。

在大約50億年之後,我們的太陽也會經歷這個過程。到那時,太陽中心的氫燃料耗盡,結構變得不穩定,太陽會不斷向太空拋射氣體。太陽的體積不斷膨脹,將會演變成紅巨星。不久之後,紅巨星的外層氣體被大量拋入太空中,形成行星狀星雲。而中心則會坍縮成白矮星,然後在宇宙中慢慢冷卻。

目前,人類在地球上實現的最低溫度為零下273.1499999999攝氏度,遠遠低於回力棒星雲的溫度,這是人類已測量到的最低溫度。


火星一號

施鬱

(復旦大學物理學系教授)

先談一下溫度。物質的溫度代表的是微觀組份粒子(比如對於空氣來說,組份粒子就是空氣分子)的平均動能,即運動能量。運動能量最低是零,代表靜止。因此溫度不是無限可低的,有個最低值,對應於平均運動能量為零,也就是靜止。這叫作絕對零度。在我們通常用的攝氏溫標中,絕對零度就是零下273.15度。

在地球上,大自然的最低溫度是攝氏零下89.2度。在月球上,最低溫度是攝氏零下247度。在火星上,最低溫度是零下125度。

在宇宙空間,目前已知的最冷的地方是半人馬星座的飛鏢星雲(由形狀命名,但是更像蝴蝶結),這是距離地球5000光年的行星星雲。那裡的溫度是比絕對零度高1度!這是很低的,要知道,宇宙空間充斥的微波背景輻射是比絕對零度高3度。這是目前已知的唯一的比微波背景輻射冷的天體。這個星雲是由從中心的一個老化的恆星向外膨脹的氣體和塵埃形成的,氣體膨脹速度是每秒165404.8米。1995年被天文學家用49英寸的瑞典-歐洲空間望遠鏡-亞微米射電望遠鏡發現。

然鵝!其實最冷的地方是在冷原子實驗室,那也是在宇宙之中啊。 目前最冷紀錄保持者是在麻省理工學院Ketterle教授的實驗室,他們用磁場和重力束縛的鈉原子氣的溫度最低達到只比絕對零度高10億分之0.5!在如此低的溫度,原子形成了玻色-愛因斯坦凝聚體。

這是他們1995年創造的紀錄,是首次達到絕對納度以下。 我沒有找到現在這個紀錄被打破的信息。


物理文化與施鬱世界線


從現有的觀察來看,目前宇宙中溫度最低的是地球5000光年的布莫讓星雲,其溫度是零下272度,它在1979年被發現,它的形狀有點像翩翩起舞的蝴蝶。


在我們宇宙中理論上的最低溫度是絕對零度,為零下273.15攝氏度,為什麼是這個溫度呢,這是理論上物體內部原子靜止的溫度,我們覺得特別熱的時候,溫度特別高的時候,其實是物體內部原子的運動非常快速的時候,我們覺得特別冷的時候,溫度很低的時候,也就是物體內部原子運動速度特別慢的時候,但是原子的運動不可能絕對靜止,所以零下273.15攝氏度永遠是不可能達到的。布莫讓星雲的溫度僅僅比絕對零度高出了1.15攝氏度,它絕對是宇宙中原生態的冷凍冰箱。當然我們人類已經制造出了更加接近絕對零度的實驗室環境。



布莫讓星雲是一個非常年輕的星雲,位於半人馬星座。半人馬星座也是很有名的星座,它有兩顆很亮的恆星,鄭和下西洋的時候曾經藉助半人馬星座中的這兩顆閃亮星星導航。半人馬星座也是銀河系中距離地球比較近的星團。布莫讓星雲如此寒冷的原因是因為它一直在不斷膨脹,不斷地消耗內部的能量。


我們印象中的恆星是相當炙熱的,太陽的日冕溫度可以高達100萬攝氏度。但是恆星在宇宙中只佔微不足道的部分,宇宙中的大部分中的地方都是特別寒冷的,零下200度以下的溫度才是宇宙中絕大多數地方的正常溫度。只有靠近恆星的一些行星上才會比較溫暖。所以我們人類還是很幸運的,生活在了宇宙中很美麗的一片伊甸園。


科壇春秋精選

太空是一個寒冷的地方,但是國際空間站上的科學家們至少會讓它稍微變冷一點。工作人員即將啟動一個名為冷原子實驗室的小型設備,將原子置入接近絕對零度的溫度,在所有原子運動都將停止的情況下,觀察一些量子力學的怪癖。如果你曾經偶然地研究過量子力學的研究,那麼你已經知道在這種情況下事情會變得很奇怪。

舉一個例子來說明量子物理學領域有多麼奇怪的事情,2017年初發射中國衛星,使用了被稱為量子糾纏的現象,距地球約750英里的地方發送無法破解的信息回地球。量子糾纏允許稱為“雙胞胎”的兩個粒子有一致的行為,即使它們被難以置信的長距離分開。與其中一個粒子的任何相互作用都會導致另一個粒子以相同的方式反應,就好像這兩個粒子實際上是一個粒子一樣,同時存在於兩個地方。這是一些嚴重的令人難以置信的事情,但它是完全真實的,科學家們渴望更多地瞭解其中奧秘。通過將顆粒冷卻至令人難以置信的低溫,科學家有更好的機會觀察這些顆粒的行為。空間站的低重力環境使它成為這種測試的理想場所,並且將使研究人員有更多時間在冷卻的粒子云破裂之前觀察它們。這項工作實際上將由地球上的科學家進行,這個微小的實驗室不需要空間站人員的任何協助。遠程實驗每天可以進行近7個小時,這將使研究人員有足夠的時間來嘗試解開宇宙的奧秘。


cnBeta

答:宇宙中溫度最低的地方,在高級生命製造的超低溫實驗室裡!比如人類實驗室製造的最低溫度,只比絕對零度高一億分之五度!


絕對零度是-273.15℃(0K),這是理論的最低溫度,而且絕對零度不可達到,只能無限接近!

在宇宙空間中,隨處有天體發出來的高能粒子和光子,而且還存在2.726K的宇宙背景輻射,所以星際空間的溫度就算很低,也會比絕對零度稍微高一些。


目前,已被記錄的一些低溫現象有:

(1)2010年8月,科學家在南極,記錄到地球表面的最低溫度:-93.2℃(179.95K);



(2)空間站背朝太陽一面,溫度可達-185℃(88.15K);

(3)冥王星表面,溫度可達-230℃(43.15K);

(4)遠離恆星的星際空間,溫度可達-270.45℃(2.7K)

(5)人類觀測到的自然界最低溫度,位於5000光年外的一個星雲,因為該星雲急速膨脹,導致內部溫度比宇宙背景輻射還低,為-272℃(1.15K);

(6)人類在實驗室裡製造過的最低溫度,-273.14999995攝氏度(0.00000005K);






艾伯史密斯

最冷的地方?對於人類來講,在日常生活中,零下三四十度已經不可思議了(俄羅斯的奧伊米亞康,最低溫度零下71攝氏度,還是有人居住的)。

但宇宙空間中,這些溫度算是“火爐”了。先說近的,比如月球,一顆美國的月球探測器發現了一個溫度為零下248攝氏度的坑。因為它日常都見不到陽光,而且月球也沒有大氣保溫。

再如大家所熟知的宇宙背景輻射溫度就非常之低,僅僅3開爾文而已,只比比絕對零度(-273.15攝氏度)高了3攝氏度。

但這些遠遠沒達到最低溫度

目前人類觀測到最低溫度(不包括人造溫度)僅僅比絕對零度高了1.15攝氏度。它是位於5000光年外半人馬座方位的“回力棒星雲”(見下圖形狀

這個星雲是由氣體和塵埃組成,被一顆瀕死的恆星拋射出來的,體積膨脹的十分迅速,溫度降低接近絕對零度。

期待您的點評和關注哦!


賽先生科普

據外國媒體報道,天文學家近日藉助世界規模最大的毫米級/亞毫米級地面射電望遠鏡陣列阿塔卡瑪,揭開了宇宙最冷之地的真實面貌。而在對距離地球5000光年的布莫讓星雲進行觀測時發現,這個一直被稱做回力棒的星雲,其實有著另一種外形。研究結果被認為對理解恆星的死亡過程以及其如何演變為行星狀星雲都有十分重要的意義。


布莫讓星雲是目前已知的宇宙中最冷的地方。

根據科技日報報道,布莫讓星雲是目前已知的宇宙中溫度最低的地方,達到了驚人的-272℃。其冰冷程度不僅超過大爆炸造就的宇宙背景的溫度,與絕對零度相比也僅僅高了1.15℃。

此前,這個天體之所以被稱作回力棒星雲,是因為天文學家最初使用地面望遠鏡對其進行觀察時,發現其彎曲的外觀與澳洲土著使用的武器回力棒相似,便以此命名。隨著技術手段的進步,1998年,哈伯太空望遠鏡的觀測結果對這一形狀進行了修正——看起來更像一個蝶形的領結。不過,ALMA望遠鏡最近提交的資料顯示,前輩哈伯望遠鏡也只是窺豹一斑,所謂的雙葉形結構或許只是光在可見波長下向人類展示的一個把戲。


布莫讓星雲圖片

這個終極冷酷的星體令我們著迷。藉助ALMA,我們得以對它的本質進行了更深入的認知。美國國家航空太空總署(NASA)噴氣推進實驗室首席研究員拉夫文德拉·薩哈伊表示。他作為第一作者,將論文發表於近期的《天體物理期刊》上。

在薩哈伊看來,人們從地面光學望遠鏡看到的星雲外觀,確實是一個類似領結的雙葉形或者一端有缺口的回力棒,但真實情況卻是一個快速向太空中擴展、範圍更為廣大的結構。

位於半人馬座的布莫讓星雲,是一個相對年輕的行星狀星雲,即處於生命末期的恆星的形態。此時恆星的外層已經拋散至太空,只存中心位置的白矮星不斷髮射著強烈的紫外輻射,令星雲中的氣體發光,併發出明亮色彩。

薩哈伊指出,哈勃望遠鏡觀察之所以得到領結的形象,在於雙葉形狀是大多數行星狀星雲常具有的外觀——當高速氣流從恆星中向外噴射而出時,它們會在周圍由先前紅巨星形態下所噴發的物質形成的氣體雲中,衝出一條圓形的空洞。

ALAM望遠鏡的結果證實了這一點。但天文學家發現,布莫讓星雲的雙葉形結構只存在於內部區域,而外層則是一片拉長的、近乎圓形的低溫氣體雲。另外,他們還找出了雙葉形結構形成的原因——包裹著恆星的一層毫米級塵埃顆粒。這些塵埃粒遮蔽了恆星中心發出的部分光線,逼迫其只能通過狹窄的反方向通道進入氣體雲,最終呈現出人們最初觀察到的特殊外形。


微微餓

宇宙之浩茫,無邊無際,既便是精確到一個星系,都難於上青天,別說還想知道最冷的地方在哪裡,能搞懂銀河系都不得了,銀河系直經可都是8光年,人類最遠探測器飛了40年的拒離用光速只要17小時。



事後說

理論上宇宙中最低的溫度就是絕對零度(-273.15℃),當然這是理論上推測的結果,事實上絕對零度是無法達到的,只可以無限接近這個數字而已,以現在的手段,人類已經可以製造零下273.14999999999℃的超低溫度,這可以說是很接近絕對零度了。但是我們的宇宙中自然而成的溫度最低的地方在哪兒呢?溫度有多麼低呢?

宇宙的微波背景輻射溫度為-270.5℃,這就是我們通常而言的“宇宙大爆炸”所遺留下來的佈滿整個宇宙空間的熱輻射,反映的是宇宙年齡在38萬年時的情況;在寒冷的宇宙中,星際塵埃的溫度可以達到-260℃;冥王星的溫度為240℃;天王星的溫度為-220℃……

而我們地球已觀測到的的最低溫度在南極大陸,已經測到了零下88.3攝氏度的低溫。那麼說到宇宙中的最低溫度,現在已經發現的是距離地球5000萬光年的布莫讓星雲,一個被稱作回力棒的星雲,布莫讓星雲是目前已知的宇宙中溫度最低的地方,達到了驚人的-272.2℃,也就是說僅有一開。

布莫讓星雲位於半人馬座,是一個相對年輕的行星狀星雲,即處於生命末期的恆星的形態,此時的恆星的外層已經拋散至太空,只存在於中心位置的白矮星不斷髮射著強烈的紫外輻射,於是令星雲中的氣體發光,併發出明亮的光彩。它其實就是一個低質量的即將死亡的恆星,剛開始的時候它會成為一顆紅巨星,之後它表面的溫度將會越來越低,並且聚集成為塵埃粒子,被吹到了外部,或許是因為恆星過快地膨脹以及過高的質量損失率,造成了它的溫度如此之低。它的外形酷似一個蝴蝶結,由速度達到每小時50萬公里的強風所致,超冷氣體遠離瀕臨死亡的中央恆星,布莫讓星雲的質量是其它類似天體的10倍到100倍,快速膨脹使其保持低溫狀態。專家推測,該星雲變冷的原因和家用冰箱的工作原理相似,即由於氣體快速膨脹的結果。



絕對零度即為是原子處於絕對靜止的溫度,這個溫度理論上永遠無法達到,只能是無限逼近。當然了,布莫讓星雲的溫度足以使原子形成玻色——愛因斯坦凝聚態。在這個溫度下,沒有任何的生命可以存在。


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