太空中的溫度

說到太空中的溫度，這可有點意思。在太空中，由於沒有大氣層的保護，溫度有些極端。以國際空間站為例，它的向陽面可以達到121攝氏度，而它的背陰面則會跌到零下157攝氏度。

但請注意，以上所說的溫度指的只是空間站表面的溫度，並不是太空中的溫度。溫度的本質是物體分子運動的平均動能，是大量分子的集體表現，具有統計意義。而在太空中，近乎真空，在1立方米的空間里可能都找不到一個分子，此時，溫度是沒有意義的。

那這個問題就無解了嗎？不一定。如果有一個理想的溫度計放在太空中，它會顯示多少溫度呢？在進入太空的那一刻，溫度計的度數會開始不斷下降，最終會停在3K左右（約零下270攝氏度），這是宇宙微波背景輻射的溫度，是宇宙大爆炸的餘暉。

太空中的溫度同時也變化很大，比如定點在L2的空間望遠鏡，向陽面和背陽面的溫度差是非常大的，你看看月球向陽面和背陽面的溫差就知道了，即便在太空中背景溫度很低，如果在有恆星光照的地方，且距離合適，依然可以創造高溫環境。這一點也決定了空間望遠鏡、宇宙飛船的製造不僅要考慮超低溫環境，也需要考慮高溫環境工作，這一點在月球上非常明顯。在上百度的溫差下，月球探測器幾乎被折騰慘了，因此能夠堅持下去的沒有幾個，由此看出，阿波羅登月依然在那個年代達到了很高的技術水平。

我們再來看看整個宇宙歷史的溫度。

宇宙大爆炸那一刻，溫度達到無窮大；宇宙大爆炸後10負44次方秒，溫度約為1億億億億度；宇宙大爆炸後10負36次方秒，宇宙溫度繼續下降，當時的溫度約為10000億億億度；宇宙大爆炸後10負32次方秒，溫度約為1億億億度；宇宙大爆炸10負12次方秒後，溫度達到1億億度；宇宙大爆炸後10負6次方秒，溫度達到10000億度；宇宙大爆炸後10負4次方秒，溫度達到1000億度，這也是超新星爆發時其星核的溫度；宇宙大爆炸後1秒，溫度降低到約為100億度；在大爆炸後的大約3秒，溫度降到了10億度，這也是最熱的恆星內部的溫度。

「宇宙大爆炸」時產生的溫度上限——就是最後某一粒子存在的最高溫度「Tmax」，也知道了宇宙的溫度範圍——就是從「絕對零度」到「最後某一粒子存在的最高溫度『Tmax』」。宇宙中最冷的物質是氣體雲，它們存在於恆星與星系之間。但是它們的溫度在絕對零度之上，這是由於宇宙最早期殘留輻射光線加熱形成的。這些殘留輻射光線叫做宇宙微波背景輻射 (CMB)，是在宇宙大爆炸發生之後38萬年由宇宙熱等離子噴射形成的，宇宙大爆炸發生於137億年前。但隨著宇宙的逐漸膨脹，包含宇宙微波背景輻射在內的電磁波伸展形成更長的波長和更低的能量，並逐漸減少了這種輻射光線的溫度。目前，宇宙微波背景輻射的溫度為零下270.3攝氏度。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！