宇宙中最冷的地方是哪里?

哲学诗画


具体在哪不好说,可能在地球附近,可能在月球,可能在冥王星,可能在太阳系,甚至可能在几百亿光年之外。

那么就人类掌握的数据来看,目前最冷的地方位于回力棒星云,回力棒星云的温度达到了零下272度,这个温度是目前人类能够探知的最低值。

其次人类研究认为,宇宙的最低温度上限是273.15度,这个温度也被称为绝对零度,在绝对零度的环境下,任何的物体都不存在动能和势能。

但绝对零度只是理论上存在的,在我们这个宇宙当中,只有可能无限接近于绝对零度,因为宇宙任何一处的空间,都存在能量和热量,这些能量和热量可能会交换,但绝不会消失。

具体的例子也证明这一点,例如在人类探测到的数据当中,宇宙微波背景辐射的温度为-270.15℃,宇宙尘埃的温度为—260℃。

冥王星的温度为-240℃,天王星的温度为-220℃,月球表面温度-120℃,从这些例子中可以看出,宇宙最低的温度只有可能接近-273.15。

最后再说说温度是什么,温度说白了就是物体内部粒子的运动剧烈程度,这些粒子如果运动越剧烈,温度也就越高。

而反之粒子运动的越慢,温度就会趋低,当粒子完全没有动能和势能的时候,绝对零度就产生了,但目前人类认为绝对零度是不存在的,所以你问我最低温度的地方在哪,我也只能说不知道.....


种植恒星


在十分寒冷的季节,这些寒冷可以让人体在短时间内就能冻僵或者冻伤,比如,在零下5℃以下的低温中,手指就会被冻疼;如果处于零下14℃以下的低温中时,如果手指与耳朵暴露在外的话,都会被冻伤;当人体的温度下降到33℃以下的时候,身体的温度调节能力就会出现失衡,如果体温达不到30℃的时候,我们人体的器官就会明显的下降,并由此失去意识,当体温下降到22℃以下到时候,人体就会出现生命的危险,一旦体温降低到14℃~16℃,就会被冻死。通过这一系列的数据,也充分的表明身体的抗低温能力是非常弱的,所以,在十分寒冷的冬季,人体对低温的承受能力是有限度的。

大多数人在寒冷的冬季都会感觉十分的痛苦难耐,然而在这么寒冷的季节,我们能够承受低温却并不是宇宙间最低的温度,就目前科学家发现的结果来说,宇宙间存在最低温度达到了零下273.15℃。我们可以设想一下,这是一个什么样的低温程度?在对宇宙进行探索与研究的过程中,早些年间科学家就发现在距离地球5000光年的一个名叫布莫让星云的地方,在这里的温度是达到了零下272℃。这样的低温相对于太空存在的平均温度零下270.3℃还要低,有了这样的一个发现,也让人们一度认为这是宇宙间温度最低的地方,在这个地方,人体是不可能存活的。

说起布莫让星云这一发现,其实这也是科学家在对宇宙进行探索过程中的一大发现,在1979年,当时瑞典与美国的科学家借助于巨型的望远镜进行星空探索的过程中,就发现了有这样一个犹如回旋镖一样的地方,有了这种发现之后,科学家们便将这个地方命名为布莫让。

其实,继宇宙大爆炸后,接下来的100多亿年间,太空都一直处于一种高寒的环境里面,而且这些环境的平均温度为零下270.3℃,而与这样的一个平均温度相比,零下272℃的布莫让星云也因此成为目前所探索到的宇宙空间中最冷的地方,并且科学家们将其称为宇宙的冰盒子。

那么,为什么这样的一个地方会如此的寒冷?那就要说说这个星云是有什么组成的,这里其实就是由气体和尘埃组成的一个云团,而这个云团其实就是在一个正在走向死亡的恒星中发生喷射而形成的,在喷射的过程中,这个星云也在快速的变冷,由于这个星云是急速膨胀的,但是在这不断膨胀的过程中,由于这个星云周围没有任何的热量,必须要借助于自身体内的能量进行消耗,才导致了这样的命运,拥有了如此低的温度,这也是自然条件下形成的一种必然结果。

不过,最新的科学研究证明,布莫让星云这里其实并不是宇宙间最寒冷的地方,科学家们甚至还指出,在宇宙间应该还有更加寒冷的地方,最低温度可达到零下272.59℃。这样的一个结果确实是十分惊人的,或许,在不断的对宇宙空间进行探测的过程中,还会有更加寒冷的地方被探测出来。


三丰


答案:最冷的地方可能在某个星球上,一定不在太空中

我看到回答区很多人都说太空深处接近绝对零度的星空是宇宙最冷的地方,但其实这里有一个很大的误区。“感觉冷”和“温度低”是两个完全不同的感念,地球上人类可以通过感觉冷热的程度来判断温度的高低,但在太空就不适用了,因为太空是真空环境。

许多人都说太空中远离光源的地方温度接近于绝对零度,所以阴暗的太空深处温度最低,感觉最冷,这句话只说对了一半。温度的定义是微观粒子运动的剧烈程度,太空是一个近乎于完全真空的环境,通过仪器测量出的太空是没有什么微观粒子在强烈运动的,所以太空的温度是非常低。但真要把一个人放在太空中,他是不会感觉冷的,反而会感觉燥热。因为太空的真空的环境是最好的绝热体,人体的热量无法传递出去也无法散失,人体在正常新陈代谢的情况下会产生热能,但太空中人体只能依靠热辐射的方式辐射出微乎其微的热量,所以宇宙的零下250多度之类的温度只是数据上表现出来的温度低,但实际上人体会感觉热。

宇宙中让人感觉最冷的地方很可能在某个星球上,目前人类观察到最冷的地方在冥王星上,冥王星有大气层不是真空的环境,并且大气厚度是地球的13倍,科学家通过新视野号的数据发现冥王星上最低的温度是零下238摄氏度,但我相信在宇宙中其它有大气层的星球上,会有比这更低的温度。


科学薛定谔的猫


虽然宇宙中的恒星数量极多,但宇宙空间其实很冷,其平均温度大约为零下270.42摄氏度(理论上最低的温度绝对零度为零下273.15摄氏度),这是弥漫在整个宇宙的微波背景辐射的温度。除了在实验室中实现的人造低温之外,天文学家在宇宙中发现的最冷地方令人意想不到:一片围绕着垂死恒星的星云。这片星云被称为回力棒星云(又称布莫让星云),其温度低至零下272.15摄氏度,仅比绝对零度高了1度,使其成为目前已知宇宙中最冷的自然地方。那么,为什么这片星云的温度会如此之低呢?

回力棒星云是行星状星云的前身,这是一片年轻的星云,在其中间是一颗正在死亡的恒星。这颗恒星的结构已经非常不稳定,正在抛射出高速运动的气体,速度高达164千米/秒。随着这些气体在太空中快速运动,它们的体积随之迅速膨胀,从而使温度急速下降。这里稍微解释一下气体体积膨胀导致温度下降的原理:因为气体的体积膨胀,气压下降,从而减慢气体分子的热运动速度。温度用于表征分子热运动的快慢,气体分子运动越慢,则气体就越冷。这就是为什么回力棒星云的温度甚至比宇宙大爆炸残留下的微波背景辐射还要冷。

在大约50亿年之后,我们的太阳也会经历这个过程。到那时,太阳中心的氢燃料耗尽,结构变得不稳定,太阳会不断向太空抛射气体。太阳的体积不断膨胀,将会演变成红巨星。不久之后,红巨星的外层气体被大量抛入太空中,形成行星状星云。而中心则会坍缩成白矮星,然后在宇宙中慢慢冷却。

目前,人类在地球上实现的最低温度为零下273.1499999999摄氏度,远远低于回力棒星云的温度,这是人类已测量到的最低温度。


火星一号


极限温度

我们知道温度表示一个物体的冷热程度,从微观粒子角度指的是分子的热运动剧烈程度。在热力学上有一个理论上的温度下限值-绝对零度(0k~-273.15摄氏度),在这个状态指得是分子没有了内能和动能,这完全是理论上的概念,实际上并不能达到。

而按照爱因斯坦的相对论,有静止质量的物体达不到光速,因此温度也有一个理论上的上线那就是普朗克温度,科学上认为这是宇宙大爆炸初始的温度,随着宇宙的膨胀温度在快速的降低。

那么目前已知的最低温是多少?在哪里?

目前科学家发现宇宙中自然存在的最低温度是272摄氏度,仅仅比绝对零度高1.15摄氏度,这里是回力棒星云一颗比较年轻的行星状星云,位于半人马星座距离我们大约5000光年。这也是天文学家目前发现的唯一一个温度低于背景辐射的天体。


科学家推断其产生的原因是:星云极速膨胀需要大量的能量,但是周围并没有热源,因此只能消耗内能,温度急速下降。未来太阳极速膨胀变成红巨星的过程也会吸收大量内能。

除了自然产生的低温,人类曾自己制造低温环境可以达到零下273.1499999999摄氏度,只会无限接近于绝对零度!



科学黑洞


理论上宇宙中最低的温度就是绝对零度(-273.15℃),当然这是理论上推测的结果,事实上绝对零度是无法达到的,只可以无限接近这个数字而已,以现在的手段,人类已经可以制造零下273.14999999999℃的超低温度,这可以说是很接近绝对零度了。但是我们的宇宙中自然而成的温度最低的地方在哪儿呢?温度有多么低呢?

宇宙的微波背景辐射温度为-270.5℃,这就是我们通常而言的“宇宙大爆炸”所遗留下来的布满整个宇宙空间的热辐射,反映的是宇宙年龄在38万年时的情况;在寒冷的宇宙中,星际尘埃的温度可以达到-260℃;冥王星的温度为240℃;天王星的温度为-220℃……

而我们地球已观测到的的最低温度在南极大陆,已经测到了零下88.3摄氏度的低温。那么说到宇宙中的最低温度,现在已经发现的是距离地球5000万光年的布莫让星云,一个被称作回力棒的星云,布莫让星云是目前已知的宇宙中温度最低的地方,达到了惊人的-272.2℃,也就是说仅有一开。

布莫让星云位于半人马座,是一个相对年轻的行星状星云,即处于生命末期的恒星的形态,此时的恒星的外层已经抛散至太空,只存在于中心位置的白矮星不断发射着强烈的紫外辐射,于是令星云中的气体发光,并发出明亮的光彩。它其实就是一个低质量的即将死亡的恒星,刚开始的时候它会成为一颗红巨星,之后它表面的温度将会越来越低,并且聚集成为尘埃粒子,被吹到了外部,或许是因为恒星过快地膨胀以及过高的质量损失率,造成了它的温度如此之低。它的外形酷似一个蝴蝶结,由速度达到每小时50万公里的强风所致,超冷气体远离濒临死亡的中央恒星,布莫让星云的质量是其它类似天体的10倍到100倍,快速膨胀使其保持低温状态。专家推测,该星云变冷的原因和家用冰箱的工作原理相似,即由于气体快速膨胀的结果。



绝对零度即为是原子处于绝对静止的温度,这个温度理论上永远无法达到,只能是无限逼近。当然了,布莫让星云的温度足以使原子形成玻色——爱因斯坦凝聚态。在这个温度下,没有任何的生命可以存在。


镜像宇宙


地球环境适合人类生存,允许液态水的存在,主要原因在于地球可以接收到太阳的照射,在地球内部有频繁运动,在表面又有大气层的保护。而在太空中缺少了这些必要条件,温度自然也就极低。根据物理学定律,绝对零度为零下273.15摄氏度(或者也可以记为0开尔文),这是一种在理论上无法达到的状态。即使是在看似空无一物的太空中的温度也要高于绝对零度,弥漫在宇宙中的宇宙微波背景辐射(Cosmic Microwave Background)让太空中的平均温度达到了2.725开尔文。那么宇宙中最冷的地方在哪里?要达到接近绝对零度的极低温度,需要精心设计,人类曾在地球表面的实验室中创造出已知的宇宙中的最低温度,而更低的温度,可能即将出现在地球轨道上的国际空间站(International Space Station)中,这也标志着人类探索物质本质的又一个进步。

美国物理学家埃里克·康奈尔(左)与美国科学家戴维·维恩兰德  

人们常见的物质形态有固态、液态和气态等。实际上,在一些极端条件下,物质还会呈现出更多奇特的状态。例如,在极低的温度条件下,某些特定的原子就会呈现出一种在量子力学的描述中,更接近于“波”的状态。在20世纪20年代,印度物理学家萨特延德拉·纳特·玻色(Satyendra Nath Bose)和爱因斯坦做出预测,玻色子原子(遵守玻色统计,可以有多个原子处于同样能量状态的原子)在接近绝对零度的温度状态下,会呈现出一种气态的、超流性的物质状态,这种理想中的物质状态被称为玻色-爱因斯坦凝聚态(Bose–Einstein condensate)。在这种状态下,理论上玻色子原子因为处于极低的能量态,它们的波函数发生重合,从而可能展现出一种“宏观的量子态”——也就是说,在理论上两个处于玻色-爱因斯坦凝聚态的物质在一起,它们并不会发生融合,而是会像波一样发生干涉。   

这种理论上的预测出现之后,很多物理学家都试着通过实验真正创造出这样的物质状态,然而其中最艰难的部分莫过于在实验室中创造出接近绝对零度的温度,因为在极低的温度状态下,任何扰动,或者是实验对象与周围环境的接触都可能造成实验失败。直到1995年,美国物理学家埃里克·康奈尔在实验天体物理联合研究所的实验室中,首次把处于气态的铷原子冷却到只比绝对零度高出十亿分之一开尔文的极低温度,第一次观察到了玻色-爱因斯坦凝聚态。这远远低于人们已知的宇宙中其他任何位置的温度。因为这项实验成就,埃里克·康奈尔也与卡尔·威曼(Carl Wieman)和沃尔夫冈·克特勒(Wolfgang Ketterle)共同获得了2001年的诺贝尔物理学奖。

玻色-爱因斯坦凝聚态向人们展现出了物质在极端条件下的奇特行为,量子力学所描述的大多出现在微观世界的情形也在宏观条件下出现,向人们展示了物质本质的另一面。而探索并没有止步于此,人类对于低温的追求更是没有止境。下一步,在更低的温度条件下研究玻色-爱因斯坦凝聚态的实验将会出现在太空中。   

想要在地球表面实现没有重力干扰的实验环境殊为不易。2007年,在德国不来梅应用空间科技与微重力中心,物理学家们从一个146米的高塔上扔下一个冷原子实验设备——在这个长达5秒钟的自由落体过程中,设备内部相当于处于没有重力的状态,在这个过程中实验设备内部达到了百亿分之五开尔文的低温。时至2017年1月23日,一个名为“QUANTUS”的合作试验项目在瑞典北部发射了一枚火箭,在距离地面240公里的高空中,长达6分钟的失重条件下,实验人员首次在太空中实现了玻色-爱因斯坦凝聚态。   

在2018年,美国航空航天局(NASA)将会把一个价值7000万美元的冷原子实验室(Cold Atom Laboratory)发射升空至国际空间站,让地面上的科学家可以控制宇宙空间站内的设备进行低温试验。这个看起来只有冰箱大小的冷原子实验室正在由位于加州的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)建造,目的正是要在太空中独特的低温和微重力环境中达到更低更稳定的试验温度,从而观测一些在地面上无法实现的物理现象。   

在地面环境中,因为受到重力的影响,物质无可避免地要落向地面,因此物理学家们只能维持大约10~20微秒的玻色-爱因斯坦凝聚态进行观察,而在国际空间站的微重力条件下,冷原子实验室的项目科学家罗伯特·托马森(Robert Thompson)认为,玻色-爱因斯坦凝聚态将可以维持5~10秒的时间,而在经过调整和升级之后,科学家预计这种状态将可以维持上百秒——直到实验环境被外界过热的氣体所破坏。这将留给物理学家极大的自由度进行各种实验。   

在太空中微重力的条件下,更容易实现更低的试验温度。冷原子实验室实际上可以被看成是一个发射激光的盒子:在接近真空的实验环境中,通过调制的固定频率的激光照射原子,使原子释放出光子,达到其最低能量状态,同时微波又可以像刀一样,不断将能量过高的原子隔除到实验环境之外,通过这样的手段就可以使众多原子共同达到极低温状态。在没有重力干扰的情况下,可以通过相比地面更微弱的磁场来限制原子的运动,而又不至于令其丢失。类似于热胀冷缩的原理,更微弱的限制也更容易达到更低的温度——通过这种手段有可能达到史无前例的低温。

冷原子实验室在国际空间站投入工作之后,在地球上将有5个研究小组对其遥控进行实验,其中就包括诺贝尔奖得主埃里克·康奈尔。玻色-爱因斯坦凝聚态作为一种宏观的量子物体,对于外界的任何干扰都会极其敏感,人类有可能利用它制作极为灵敏的传感器和钟表。另外冷原子实验室还将对费米子原子进行降温,模拟电子在固体中的行为,这可以帮助人们理解超导现象,人们还可以利用这种物质状态直接对引力进行测量,研究引力和暗能量的本质。宇宙空间和物质本质更深刻的秘密,有可能正是藏在太空之中。


哲学诗画


人类已知的宇宙中最冷的地方是在回力棒星云中,也是人类已知的唯一一个温度低于宇宙背景温度的星云。

背景辐射又称3K辐射,是宇宙大爆炸之初的残余热辐射,温度只有3K,在整个已知宇宙中表现出各向同性。

而这个回力棒星云的温度比背景辐射还要低,仅为1K,这里说一下,K是国际单位制中的温度单位,单位为开,符号为K,-273.15℃=0K,也就是说,开尔文温标将绝对零度作为了计算温度的开端。

所以说,这个回力棒星云的温度仅仅比绝对零度高了1摄氏度。

不过,这里要说,最低的温度不是在宇宙空间中,而是在实验室里。

人类一直在试图着制造出宇宙最低温:

在1926年制造了0.71K的低温;

在1933年制造了0.27K的低温;

在1957年创造了0.00002K的超低温。

人类甚至在实验室里创造出了只比绝对零度高三千万分之一度的超超低温,但终究无论如何也无法达到绝对零度。

而在今年的五月份,NASA发射了火箭搭载着冷原子实验室奔赴国际空间站,这个冷原子实验室即将刷新过往的人造低温记录,预计这个装置可以将原子云冷却到只比绝对零度高10亿分之一摄氏度。


科幻船坞


据外国媒体报道,天文学家近日借助世界规模最大的毫米级/亚毫米级地面射电望远镜阵列阿塔卡玛,揭开了宇宙最冷之地的真实面貌。而在对距离地球5000光年的布莫让星云进行观测时发现,这个一直被称做回力棒的星云,其实有着另一种外形。研究结果被认为对理解恒星的死亡过程以及其如何演变为行星状星云都有十分重要的意义。

布莫让星云是目前已知的宇宙中最冷的地方。

根据科技日报报道,布莫让星云是目前已知的宇宙中温度最低的地方,达到了惊人的-272℃。其冰冷程度不仅超过大爆炸造就的宇宙背景的温度,与绝对零度相比也仅仅高了1.15℃。

此前,这个天体之所以被称作回力棒星云,是因为天文学家最初使用地面望远镜对其进行观察时,发现其弯曲的外观与澳洲土着使用的武器回力棒相似,便以此命名。随着技术手段的进步,1998年,哈伯太空望远镜的观测结果对这一形状进行了修正——看起来更像一个蝶形的领结。不过,ALMA望远镜最近提交的资料显示,前辈哈伯望远镜也只是窥豹一斑,所谓的双叶形结构或许只是光在可见波长下向人类展示的一个把戏。


布莫让星云图片

这个终极冷酷的星体令我们着迷。借助ALMA,我们得以对它的本质进行了更深入的认知。美国国家航空太空总署(NASA)喷气推进实验室首席研究员拉夫文德拉·萨哈伊表示。他作为第一作者,将论文发表于近期的《天体物理期刊》上。

在萨哈伊看来,人们从地面光学望远镜看到的星云外观,确实是一个类似领结的双叶形或者一端有缺口的回力棒,但真实情况却是一个快速向太空中扩展、范围更为广大的结构。

位于半人马座的布莫让星云,是一个相对年轻的行星状星云,即处于生命末期的恒星的形态。此时恒星的外层已经抛散至太空,只存中心位置的白矮星不断发射着强烈的紫外辐射,令星云中的气体发光,并发出明亮色彩。

萨哈伊指出,哈勃望远镜观察之所以得到领结的形象,在于双叶形状是大多数行星状星云常具有的外观——当高速气流从恒星中向外喷射而出时,它们会在周围由先前红巨星形态下所喷发的物质形成的气体云中,冲出一条圆形的空洞。

ALAM望远镜的结果证实了这一点。但天文学家发现,布莫让星云的双叶形结构只存在于内部区域,而外层则是一片拉长的、近乎圆形的低温气体云。另外,他们还找出了双叶形结构形成的原因——包裹着恒星的一层毫米级尘埃颗粒。这些尘埃粒遮蔽了恒星中心发出的部分光线,逼迫其只能通过狭窄的反方向通道进入气体云,最终呈现出人们最初观察到的特殊外形。


微微饿


对于宇宙中最冷的地方是哪里呢之话题,我个认为,宇宙之中最冷的地方应该是恒星系与恒星系边缘与边缘之间的缓冲带天体,也称之为宇宙之网天体现象或“黑洞”现象。为什么会这样说呢?因为,宇宙热量的产生是由无尽数量的恒星持续核聚变燃烧所引起的,宇宙之中无尽数量存在的恒星,

其发出的光和热都是向外扩散渐弱而导致渐冷的物理表现,由于每个恒星系的边缘与边缘之间,存在着星系物质整体运动缓冲带的自然天体,这个自然天体之宇宙之网现象,具有物质透镜物理现象,是宇宙暗物质运行天然无尽的通道天体,会将宇宙无尽数量的恒星所发出的光和热屏蔽而消失,其寒冷的程度是不以人们所能想象的。因而,宇宙之网(也可称为“黑洞”)的自然天体,是宇宙中最为寒冷的地方。不知这样的回答是否准确?!如读者阅后觉得我说的对,希给个点赞并关注我,欢迎大家一起来讨论或发表个人己见。宇明于东莞市。(注:原创作品,抄袭必究。)





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