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科學報 科學文摘 探索

宇宙中最冷天體和我們同處一個星系,它只比絕度零度高一度


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更新日期:2022328
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地球之所以宜居,溫度是一個重要的組成條件。溫暖宜人的氣候環境是生命得以進化發展的基石。我們通常抱怨冬季的寒冷和夏季的炎熱,其實這份“寒冷”或“炎熱”都應屬於“溫暖宜人”的範疇。也許你會列舉赤道的灼灼烈日或南北極的凜冽寒風,沒錯,對於人類而言,這些地區的氣候條件的確可以說是比較極端了,沒錯,

在一些沙漠地區,白天的最高溫度可以達到55攝氏度左右,但是這裏仍然存在著某些頑強的生命。而南北極的極限溫度也可以達到零下七八十度,盡管如此,生命依然沒有絕跡。

所以,即使是沙漠或南北兩極,這些被稱作“極端”的氣候條件,其實也只不過是一種形容,這些所謂的極端從本質上來講都處於“溫暖宜人”的範疇之內。而在宇宙之中,真的有一些天體,它們的溫度處於真正的“極端”範疇之內。你知道宇宙間最冷的天體是什麼嗎?首先,我們先得了解一下關於“冷”的定義。“冷”是有一個極值的,這個極值就被稱之為絕對零度。絕對零度就是理論上的最低溫度。為什麼溫度會有一個下限呢?我們還要從溫度的本質說起,

溫度的本質是什麼?就是運動,准確的說是分子運動。

溫度也就是熱能,而熱能是一種內能,是有物質內部分子的運動所產生,也就是說,

物質的分子運動速度越低,溫度也就越低,如果物質的內部分子完全處於靜止狀態,那麼物質也就處於最低溫度,也就是絕對零度,零下273.15攝氏度。

我們知道,宇宙是十分空曠的,是一種幾近真空的狀態,所以物質的稀疏就導致了宇宙很冷,平均來講,宇宙的溫度大概在270.42攝氏度左右,比絕對零度高了三度。而宇宙間最冷的天體只比絕對零度高一度,也就是零下272.15攝氏度。而這個天體距離我們並不遙遠,同在銀河系之內。

這個已知宇宙間最冷的天體就是布莫讓星雲,如果你覺得這個名字太拗口,那麼它有一個通俗好記的名字,回力棒星雲。

amocity
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這個位於半人馬座的星雲為什麼會這麼冷呢?因為這個星雲正處在高速膨脹之中,隨著不斷膨脹,星雲的體積會快速增大,而與此同時,星雲的外部氣壓也會急速降低,而氣壓下降之後,氣體分子的運動速度就會下降。隨著氣體分子運動速度的下降,溫度就會越來越低。因為溫度的本質就是物質分子的內部運動。在了解了回力棒星雲的低溫之後,我們回過頭來再看看什麼是星雲。

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以我們太陽系為例吧,當若乾年以後太陽燃燒殆盡,它將會變為一顆紅巨星,與此同時會產生大量的行星狀星雲,之後太陽由紅巨星變為白矮星,這些星雲也開始向外加速膨脹,同時變得越來越冷。也就是說,現在的回力棒星雲其實就是50億年以後太陽的模樣,最終太陽會冷下來,我們“溫暖宜人”的地球也會冷下來。其實,這不算什麼,因為整個宇宙最終也會冷下來,因為宇宙也是從一次爆炸開始,之後不斷膨脹,

而隨著膨脹的不斷加速,宇宙間的物質越來越稀疏,物質內部的分子運動越來越緩慢,最終一切歸於靜止,整個宇宙都將變為零下273.15攝氏度。

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