在我們太陽(yáng)系以外遙遠(yuǎn)的地方,在我們銀河系浩瀚疆域的外面——在廣袤太空的虛無(wú)中,氣體和塵埃粒子間的距離將會(huì)增加,從而限制它們傳遞熱的能力。這些虛空區(qū)域中的氣溫可能驟降至大約零下455華氏度(約合零下271攝氏度)。那么太空真空為何如此寒冷?
對(duì)物理學(xué)家來(lái)說(shuō),溫度的本質(zhì)是速度和運(yùn)動(dòng)。美國(guó)佐治亞理工學(xué)院天文學(xué)家吉姆·索韋爾告訴本網(wǎng)站:“當(dāng)我們談?wù)摲块g里的溫度時(shí),科學(xué)家不會(huì)以這種方式來(lái)談?wù)撍覀儠?huì)用‘熱量這個(gè)詞來(lái)定義某一給定體積內(nèi)所有粒子的速度。
宇宙中的大多數(shù)甚至全部熱量都來(lái)自像我們的太陽(yáng)這樣的恒星。在發(fā)生核聚變的太陽(yáng)內(nèi)部,溫度可能會(huì)上升到1500萬(wàn)開爾文(開氏度=攝氏度+273.15)。而太陽(yáng)表面溫度最高只有大約5800開爾文。
離開太陽(yáng)和其他恒星的熱量以紅外能量波形式(即太陽(yáng)輻射)向太空發(fā)散。這些太陽(yáng)射線只加熱其路徑上的粒子,因此任何沒(méi)有直接處在太陽(yáng)視野中的東西將保持涼爽——可以說(shuō)是極其涼爽。在夜間,即使距離太陽(yáng)最近的行星水星的表面溫度也會(huì)下降到大約95開爾文。冥王星的表面溫度則會(huì)降到大約40開爾文。碰巧的是,我們太陽(yáng)系中迄今為止記錄到的最低溫度是在距離地球家園近得多的地方:據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》周刊報(bào)道,去年,科學(xué)家們對(duì)月球表面一座黑暗環(huán)形山的深處進(jìn)行了測(cè)量,發(fā)現(xiàn)那里的溫度降至大約33開爾文。
那是極度深寒,差不多是零下400華氏度(合零下240攝氏度)那么冷。但我們的宇宙是廣袤的——廣袤得難以想象。那么太空真空中的情形是怎樣的呢?
人類已經(jīng)觀察到,在附近和遙遠(yuǎn)的星系中,形成于恒星之間的塵埃和云層網(wǎng)絡(luò)的溫度在10到20開爾文。而含有極少量宇宙背景輻射——即宇宙形成過(guò)程中剩余的能量——的太空能量稀薄區(qū)域的溫度則會(huì)徘徊在2.7開爾文左右。這樣的溫度會(huì)危險(xiǎn)地滑向一個(gè)難以取得的度量值:絕對(duì)零度。在絕對(duì)零度——即零下459.67華氏度——時(shí),即使在量子水平上,粒子之間也不存在任何運(yùn)動(dòng)或熱傳遞。
在太空真空中,氣體粒子極為稀少——石英財(cái)經(jīng)網(wǎng)稱每10立方厘米的空間中大約有一個(gè)原子——因此它們無(wú)法容易地通過(guò)傳導(dǎo)和對(duì)流相互傳遞熱量。據(jù)今日宇宙網(wǎng)站稱,太空中熱量只能通過(guò)輻射傳遞,輻射控制著吸收或釋放光粒子(即光子)的方式。
越是進(jìn)入恒星際空間的深處就會(huì)越寒冷。索韋爾說(shuō):“我不覺(jué)得你可以到達(dá)絕對(duì)零度的地方。你總是會(huì)看到某種光,總是會(huì)有某種運(yùn)動(dòng)。”他指出,宇宙中也許有某些區(qū)域的溫度下降到絕對(duì)零度之上1開爾文的水平,但是迄今為止,最接近絕對(duì)零度的測(cè)量值僅在地球上的實(shí)驗(yàn)室中觀測(cè)到。
當(dāng)我們走出我們地球的安全界限時(shí),我們會(huì)穿上太空服并乘坐航天器,它們將幫助我們抵御這些極度低溫。(摘自《參考消息》)