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它们有可能是地球上生命的起源,并在几千年前到过这里。
要找到所有的答案可能需要时间,但与此同时,我们可以再进一步思考一下地球上不同环境中的微生物问题,比如说,在黄石国家公园里的大棱镜温泉中,明亮鲜艳的水体颜色会随着其中微生物的变化而变化……
那么,宇宙所存在的温度范围又是多少呢?为了解答这个问题,我们最好重新回忆一下第2章的内容:“温度”
实质上是组成物质的分子的振动频率,热水中的分子要比冷水中的分子振动得更厉害。
如果它们的振动频率过高,分子就会摆脱水的形态,从而以水蒸气的形式进入空气;如果它们的振动频率很低,就会形成固态的冰。
因此,我们的感官所体会到的冷或热,不过是这些微观实体的振动。
现在,我们可以来探讨是否存在一个最低温度,而它又会是怎样的。
既然我们已经知道温度与振动有关,我们应该可以理解,可能达到的最低温度应该是分子静止时的温度。
这个温度确实存在,被称为“绝对零度”
—零下273.15摄氏度(或0开氏度)。
科学家们通过观测微波背景辐射(一种类似于宇宙背景探测者卫星所记录的原始大爆炸的遗迹)而计算出,宇宙的平均温度是3开氏度,仅仅比绝对零度高了3摄氏度。
当然,并不是宇宙中的每一处都处于如此低的温度。
那么,存在的最高温度是多少?这很难计算,因为分子需要达到最高振动频率。
这里便出现了一种新的物质状态,当气体分子剧烈振动时,它们会分解成原子,原子又会分解成质子、中子和电子等基本粒子,而这种原子分解形成的一团物质被称为“等离子体”
,将会是最热的状态。
因此,物质现在有四种状态:固态、液态、气态和等离子态。
不过,特别要指出的是,在已知的宇宙中,哪里最冷、哪里最热呢?我们通常认为回飞棒星云是宇宙中温度最低的地方(这个名称的由来是因为首批发现它的天文学家觉得它看上去像回飞棒)。
它位于人马座上,距离地球约5000光年。
1995年,经欧洲南方天文台位于智利的次微米波望远镜测量,回飞棒星云的温度只有1开氏度,或者说大约零下272摄氏度。
这是在实验室外自然观测到的最低的温度,也是唯一一个温度低于宇宙微波辐射的物体。
为什么回飞棒星云会如此寒冷?这是因为它是由一团正在膨胀的气体组成,这些气体是从一颗正在死亡的恒星中喷溅出来的,而且,根据简单的热力学定律,气体膨胀时冷却,压缩时升温。
可能有一天,当太阳死亡后,它也会变得如此寒冷,但这一天还有很久很久才会到来。
实验室里的最低温度就不一样了。
目前,离绝对零度最近的一次发生在麻省理工学院的一间实验室里。
2003年,诺贝尔奖得主沃尔夫冈·凯特尔成功达到了八百一十万亿分之一开氏度。
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