温度 宇宙的温度达到了多少度?听完科学家的解释恍然大悟
对于温度相信大家不会陌生,我们每天,每时每刻都在跟温度打交道。那么温度是如何诞生的呢?其实从宇宙大爆炸的那一刻,温度也就出现了。在人类的认知里,地球表面的平均温度是15摄氏度,火星表面的平均温度为零下63摄氏度,而金星上的温度可达460摄氏度,太阳表面的温度达到了5500摄氏度。
如此多的不同温度,让我们认知到这个世界,这个宇宙完全就是一个温度的世界,任何地方,任何物质都会有自己一个温度。包括智慧生命人类,自身也有一个温度,那就是37摄氏度左右。当外界的温度远低于或远高于这个温度的温度,人体就会感到不舒服,甚至危及到生命。
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既然宇宙每一个天体,每一种物质都有自己的温度,那么作为浩瀚的宇宙空间温度达到了多少度呢?可能很多人觉得,宇宙有大量的恒星存在,而恒星又是一个强大的热辐射能源,所以宇宙在如此多的恒星加持下,温度应该是比较高的,那么事实真的如此吗?想要搞明白这个问题,我们就需要对温度的本质有一个简单的了解。现代科学研究发现,温度的本质其实就是粒子的热运动。我们从宏观的层面很难搞清楚温度是如何变化的?它变化的本质是什么?可是当我们走进微观世界,你会清晰地看到物质的分子热运动。
当分子的热运动不断加剧的时候,温度也在不断升高,相反当分子的热运动不断减弱的时候,温度也在不断降低。而分子的减弱程度有一个极限,那就是静止不动。当分子静止不再运动的时候,温度也就达到了最低的极限,我们称之为绝对零度,即零下273.15摄氏度。
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不过,根据量子力量学的不确定性原理,分子的运动不可能完全静止下来,它始终会处于运动当中。所以绝对零度只是一个可望而不可及的理论极限值。现在我们明白了,原来温度想要真正体现出来,是需要大量粒子存在的。如果一个空间中没有粒子,那么温度也就无法表现出现,在这样的空间中讨论温度的高度其实是没有任何意义的。这个时候,可能很多人想到了宇宙真空,在很多人的认知里,宇宙是一个真空存在的空间,即然是真空,那就没有粒子存在,所以宇宙是没有温度表现的。那么事实是如此吗?其实这种认知是不对的,虽然我们经常称呼宇宙为真空状态,但是宇宙却并不是完全没有物质,粒子的存在,只是非常稀疏而已。
虽然太空中缺乏物质,但是并不缺乏能量辐射,也就是光。既然宇宙有物质粒子存在,有热辐射存在,那么太空中怎么也会有温度。我们都知道,宇宙有无数的恒星存在,但是相对于更加浩瀚的宇宙空间来说,恒星与恒星之间的平均距离达到了数光年以上。
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由此可见,宇宙是真的非常空,虽然有无数的恒星光源,但是整个宇宙背景仍然是黑暗的存在。由于宇宙的空旷,即便有数不尽的恒星在发光,但是仍然不足以让整个宇宙变热。即使是在一个恒星系中,由于宇宙空间粒子的密度极小,分子能够进行的热运动非常非常弱,所以恒星系中的空间温度也是非常低的。而在浩瀚的宇宙中,星系空间才是占了主要位置,恒星与恒星之间有星际空间的存在,而走出银河系之后,更是有着更加空阔的大星际空间存在,那里异常寒冷和黑暗。可能你走上几百万光年,都见不到一点光源。这就是可怕的宇宙星际空间。
现在我们知道了,宇宙由于物质的密度极小,同个单位空间内,可能只有一个或几个粒子的存在,所以宇宙是一个寒冷的空间。那么宇宙的温度到底低到多少呢?而要弄明白这个问题,我们还要了解主导宇宙温度的到底是什么?可能很多人认为是恒星,其实这种认知是不完全正确的。
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我们都知道,宇宙来源于138亿年前的奇点大爆炸。当宇宙大爆炸发生之后,诞生了一种非常古老的光,这种光就是我们现在所称的宇宙微波背景辐射。而正是这种光决定了宇宙的平均温度。我们都知道宇宙最初只是一个拥有无限温度和密度的奇点,当它发生大爆炸之后,就开始快速膨胀,同时诞生了时间和空间,也诞生了温度。刚刚大爆炸后的宇宙由于非常小,物质和能量都集中在一个非常小的范围内,所以当时的宇宙温度非常高,达到了一亿亿亿亿摄氏度。
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