8種超出人類認知極限的宇宙之最！

最燙、最冷、最快、最亮、最圓、最暗、最密、最大……無窮的宇宙還有多少奧秘?讓我們來看看宇宙最壯觀的一些玩意兒。

1最燙

哪怕1萬億K，也算不上宇宙最高溫。

前往宇宙中最熱之地的旅程，一定得首先經過太陽。身為太陽系的烈焰中心，太陽表面溫度高達580K(K表示開氏度單位，開氏度K與攝氏度C之間的換算公式是K=273+C)。不過，就算溫度如此之高，太陽也並非是宇宙溫度的創紀錄者。藍超巨星用自己比太陽更大的質量壓縮內核，為內部的核反應司爐，溫度超過50000K。

但50000K也算不了什麼，一些白矮星的溫度超過了它。白矮星是較小的恆星在燃盡自身能源後剩下的緻密熱球，它們被稱為宇宙的灰燼，其中一個灰燼一HD62166的溫度高達200000K，它用自己耀眼得「痛苦」的大氣層點亮了一片巨大的星雲。

墜入一顆恆星內部，你會發現更熱的煉獄。最大超巨星的內核溫度可能超過10億K。對一顆穩定的恆星來說，溫度上限的理論值約為60億K。在這樣的溫度下，恆星內部的物質開始釋放光子，這些光子的能量高得極具危險性，它們相撞時會產生電子和正電子對，其結果就是在一次巨大爆發中消滅恆星的時空反應。

2007年，科學家首次觀測到疑似這類的「成對一不穩定超新星」。當時，科學家注意到了一次明亮且持續時間異常久的恆星爆發，這暗示存在一顆很大的恆星，這個「很大」遠遠超過科學家此前認為的恆星可能的最大體積。

在超新星爆發期間，恆星溫度可以短暫躍升到大大超過60億K。大麥哲倫雲是距離地球大約16萬光年的我們銀河系的一個衛星星系，1987年，科學家觀測到這裡的一顆恆星出現爆發，在地球上探察到的這次爆發產生的中微子表明，這顆恆星的內部溫度竟然高達約2000億K。

然而，與產生一次伽馬射線暴的溫度相比這也不值一提。伽馬射線暴是超高能量光線的短暫閃耀，運用特別調製的望遠鏡一天可觀測到一兩次。伽馬射線暴被認為是黑洞誕生的標誌，當一顆巨型恆星的內核坍塌或者當兩顆超高密度的中子星碰撞時就會形成黑洞。引力能可以某種形式轉化成由伽馬射線和其他輻射構成的一股緻密的巨大光柱，這一過程的細節迄今仍不明朗，但它一定與被加熱到1萬億(10的12次方)K左右溫度的由相對論粒子構成的一個巨大火球有關。

而在地球上，有一個地方甚至比1萬億K還熱。這就是位於瑞士日內瓦郊外地下1130米左右深度的一個探測器洞穴。在這裡，從2010年11月8日～12月6日，鉛原子核由歐洲核子研究中心的大型強子對撞機首次砸在一起，由此模擬宇宙開篇的一些場景。其結果是產生了溫度高達數萬億K(迄今為止在地球上記錄到的最高溫度)的亞原子火球。

這項實驗對於「宇宙極端高熱之地在哪裡?」這個問題給出了線索。它不是在現在、在這裡，而是在以往、在那裡——宇宙大爆炸的腹心，一個由溫度和密度組成、宇宙由此發端的奇點，其最高溫度恐怕得以10的32次方來計量，在這個數量級上現有的物理學知識已經遠遠不夠了。

最冷

哪怕只有1K，也算不上宇宙最低溫。

太空本身既不熱又不冷。在缺少帶熱振動的東西的條件下，溫度毫無意義。不過，太空中確實有豐富的冷東西。

在我們的太陽系裡，最冷的地方可以說近在眼前。2009年，美國宇航局「月球勘測者軌道器」發現，在月球南極附近太陽光照不進的永凍坑中，溫度竟然只有33K(-240℃)，比在既陰暗又遙遠的冥王星上探察到的溫度還低。隨著探測範圍的擴大和測量精度的提高，這項紀錄完全有可能被改寫，一些更加遠離太陽的衛星或矮行星可能有著自己的永凍坑。

出了太陽系，肯定有一些更寒冷的岩石，而其中最冷的「孤魂野鬼」很可能存在於星系際空間。由於只被宇宙大爆炸後微弱的微波餘輝和遙遠星光的微亮加溫，這些天體的溫度可能不超過3K。因為溫度僅為2.7K的微波背景沐浴著整個宇宙，你也許會認為再沒有比這更冷的了。但實際情況是，距離我們5000光年、被稱為回飛鏢星雲的一團氣雲的溫度只有1K。這團星雲正迅速膨脹，並在此過程中不斷降低自身氣體的溫度，其降溫方式與家用電冰箱或空調器中冷卻劑的膨脹降溫是一樣的。

回飛鏢星雲能否保住自己在已知天然物體中的最冷頭銜還有待觀察，但在創造最冷方面人類輕而易舉地勝過了大自然。2003年，在美國麻省理工學院一個實驗室里，一團鈉原子云被降溫到0.45納開，也就是不到絕對零度(-273℃)以上10億分之0.5K。如此低的溫度在宇宙中迄今未被見到，甚至就連這麼低的溫度對宇宙有什麼用處或者有沒有用處這個問題也至今沒有答案。

　最快

中子星發出的磁場運動速度超光速。

速度是相對的。在宇宙中，沒有關於「靜止」的絕對標準，最接近靜止的東西或許就是瀰漫整個宇宙的微波背景輻射，它在天空中的多普勒頻移(在—個方向為藍色，另—個方向為紅色)揭示，相對於宇宙微波背景輻射而言，太陽系正在以每秒600千米的速度疾飛。可－是，微波實在是太飄渺，所以我們感覺不到它的風。

遙遠星系的移動速度也飛快。宇宙正在全方位膨脹：你望向的宇宙範圍越寬，所見到的星系離開我們的速度就越決。到了足夠遠處，星系離開我們的速度實際上已超過光速，由於此時光輻射無法到達地球，這意味著我們無法看見這些星系。

對我們來說，這些無法到達的極端東西或許只具有抽象的意義。假如我們正相對於附近的某個大天體一某個你看見正從你家窗口疾飛而過或某個你可能撞上去的天體—一快速移動時，速度就會變得有趣得多。

在我們的太陽系裡，水星是移動速度最決的行星，其軌道速度大約為每秒48千米，而地球只有每秒約30千米。1976年，水星首次被一艘人造飛行器——「太陽2號」探測器超過，後者飛掠太陽的速度超過每秒70千米。來自太陽系外圍的彗星掠過太陽時的速度更快—它們以最快每秒600千米的速度從太陽表面飛馳而過，但速度並不能保證逃生：其中—些彗星擊中太陽而被吞噬。

銀河系外圍也是一些極忙碌天體的家園：「超高速恆星」以高達每秒850千米的速度經過所在星系的其餘部分。有理論認為，它們是在與銀河系中心黑洞近距離相遇時被彈射出去的。由於其無與倫比的強大引力，黑洞成為非常有效的宇宙彈弓。—些黑洞還創造磁龍捲風，這種龍捲風以99％的光速噴射稀薄的物質射流。

脈衝星是高速自旋的中子星，它們也大要高速磁魔術。脈衝星每秒可旋轉多達1000次，這意味著它們的表面移動速度可達光速的20％。在足夠遠離表面的地方，中子星發出的磁場的運動速度甚至能超過光速。這並不違背物理學法則，因為磁場並不攜帶能量或信息。這些超高速磁場可能是由脈衝星發出、最終到達地球的定期性強力輻射脈衝的源泉。這些脈衝抵達地球的時間差異或許很快就可被用來探測引力波——由愛因斯坦的相對論預測的運動的空間扭曲。

在黑洞引力幫助下，就連固體甚至也能接近光速。在黑洞的視界，一塊岩石會悄無聲息地消失，但兩塊處於不同軌道上的岩石則可能互相碰撞。根據科學家2010年的計算結果，黑洞的旋轉會在周圍空間激起一個渦旋，從而提升碰撞的最高速度。由此得出的結論是，在宇宙的某個地方，兩塊被—個快速旋轉的黑洞俘獲的岩石可能會以接近光速的速度互撞。

　最亮

類星體亮度，可超過陽30萬億倍。

要計量宇宙亮度，日常數量單位實在是遠遠不夠。天文學家運用太陽以及它那驚人的光亮—4×10的26次方瓦作為標準亮度單位。

說到亮度，太陽其實僅高於平均值，一些恆星遠比太陽光彩照人得多。在這方面，裸眼可見的最明亮恆星是參宿二(獵戶座ε星)——「獵戶座腰帶」中間那顆星，這顆藍超巨星距離地球1300光年，亮度是太陽的40萬倍。在銀河系內部距離地球遠得多的地方，或者被塵埃遮擋的地方，有亮度更大的星，例如不穩定的船底座海山二星，它拋出的光量是太陽的500萬倍。

早在2010年7月，天文學家發現了一個新的破紀錄者——R136al，它是大麥哲倫雲里的一顆恆星，其亮度接近於太陽的900萬倍。這顆怪異天體的質量據估計為太陽的250倍。從銀河系及其近鄰的化學組成來看，R136al實在是重得令人難以想像。不知出於什麼機制，早期宇宙的純凈的氫氣和氦氣源被保留了下來，R136al是否就是由乎純凈的氫和氦構築的?或者，現有的關於恆星結構的理論是不是錯了?

一些大質量恆星的亮度還要大一些，但這樣的亮度只能持續幾周，並且是以它們自己的「性命」為代價的。在距離地球47億光年的一個星系裡，一顆叫做「SN2005ap」的超新是恆星爆發亮度的冠軍，其最高亮度是太陽的大約1000億倍。

伽馬射線暴釋放的能量甚至比超新星還大，而且這麼巨量的釋放集中在幾秒鐘內。伽馬射線暴使得太陽亮度這個標準單位看起來也微弱得有些荒謬了：伽馬射線暴的亮度可達到甚至超過太陽的10的18次方倍。

如果說這類爆發太過短暫，那麼宇宙中最明亮而又穩定的「燈塔」就是類星體—一正在吞噬大量恆星和氣體的大質量黑洞。當這些註定要遭遇厄運的材料旋轉著墜向黑洞深淵時，它們會變得白熱，亮度可超過太陽的30萬億倍以上。

　最圓

黑洞的視界，或許在自然界中最圓。

在中世紀歐洲天文學中，宇宙是攜帶著太陽、月球、行星和恆星的一系列內嵌水晶球，而我們現在已經知道，真正的太空是相當凌亂的。不過，宇宙中有沒有什麼東西接近完美的球形呢?

行星在自身引力下被塑造成比較標準的球形。地球上最突出的隆起和凹陷部位分別是珠穆朗瑪峰和馬里亞納海溝，但它們的高度或者深度都不到地球半徑的0.2％。要不是被地球本身天天的自轉所「壓扁」——兩極稍凹，上腹略鼓，地球就會是一個不折不扣的宇宙圓球。

與中子星相比，地球的表面應該算得上「崎嶇不平」。巨大的密度使得中子星表面引力相當於地球的2000億倍，足以壓平幾乎一切皺褶：在中子星上，珠穆朗瑪峰的高度很可能不超過5毫米。中子星的直徑一般為10－15千米，因此這樣的「珠穆朗瑪峰高度」還不到中子星半徑的百萬分之一。

從2004－2005年的16個月中，人類向太空發射了堪比中子星圓滑度的球體。「引力探測器B」是設計來探尋時一空扭曲的人造衛星，愛因斯坦的相對論預測地球自身的龐大質量會造成這種扭曲。這類扭曲之一是參考系拖拽效應，即空間被圍繞著地球自轉軸拖拉。「引力探測器B」搭載的四部陀螺儀基於—些小石英球，這些小球被打磨得極為光滑，其不規則度不超過百萬分之0.4。

相對論預測了—個甚至比「引力探測器B」，的小球還圓滑的天體。黑洞的視界標誌著沒有任何光線能逃逸至遙遠觀測者眼中的黑洞區域，但這並不是—個有形的表面，你不可能一邊用手觸摸它一邊驚嘆它的光滑程度。不過，科學家或許很快就能辨識一些黑洞視界的圖像，甚至最終給出這些假表面的清晰畫面，而這些假表面或許才是自然界中最最接近於正圓的東西。

對愛因斯坦相對論的最嚴峻考驗，也許就是觀察到物質墜入黑洞視界。哪怕只是觀測到軌道中有少量氣體略微偏離相對論的預測，我們可能都需要一種全新的引力理論。當然，假如黑洞被證實根本就不存在預想中的視界，那我們就肯定會被驚呆。

　最暗

今天或許仍存在暗星，可惜沒發現。

星系被認為是熠熠發光的珠寶，其間點綴著數十億顆明亮的恆星和閃亮的星雲。而位於獅子座的球狀星團(矮星系)「塞格韋1」卻並非如此。「塞格韋1」距離地球僅75000光年，是銀河系的—個近鄰，但直到2006年，這匹真正的「黑馬」才被發現——它的總光亮竟然只有太陽的300倍。

這就怪了。「塞格韋1」的一些恆星移動速度很陝，因此它的引力也必定很大，這暗示它包含至少100萬個太陽質量的物質。然而，如果從可見的恆星和氣體質量來看，它們加起來的總質量遠遠不夠這麼多，這意味著「塞格韋1」的幾乎所有質量都被奇異的暗物質佔據。

對諸如「塞格韋1」之類的矮星系進行探索，能夠揭示有關暗物質的大量線索。例如，如果這些星系的核心比標準模型(標準模型是目前描寫基本粒子的最成功的理論)預測的冷暗物質密度低，就可能說明暗物質實際上並不冷，或者暗物質有自毀傾向，又或者暗物質是由具有內在模糊性的超輕粒子構成的。

如果能找到一顆「暗星」則更好。所謂暗星，是指由衰變暗物質從內部柔和加熱的低溫而龐大的氣團。這類猛獸被認為存在於宇宙的極早期，今天或許仍然存在一些，不過科學家至今連一個也沒能發現。

與此同時，歐洲核子研究中心的大型強子對撞機正在尋找可能的暗物質微粒。如此看來，地球上最高溫的東西——大型強子對撞機或許很快將「照亮」太空中最模糊的東西——暗物質。

　最密

再緻密的東西，也超不過黑洞上限。

地球表面的溫度和氣壓對人類來說是很適宜的，而地球上已知最緻密的物質是金屬元素鋨，1立方厘米鋨的質量是22克，或者說一茶匙鋨是100克多一點。但即便是我也很「蓬鬆」——其間的電子云隔開了緻密的原子核。儘管如此「蓬鬆」，這些電子云卻仍很壯實，就算是地球內部深處的極高壓也只能把固態的鋨壓扁一點點。

在巨型恆星坍縮的內核——我們所稱的中子星內部，壓力遠比地球內部大很多。在那裡，物質以一些奇異的超緻密形式存在——大部分可能是中子，或許還有一些質子和電子，它們彼此非常緊密地排列。來自中子星中心的1立方米中子態物質的質量可能高達1000萬億噸。所謂「中子態」是指，如果在超固態物質上再加上巨大的壓力，由於原來已經擠得緊緊的原子核和電子已經不可能再緊了，於是原子核只好宣告「解散」，從裡面放出質子和中子。從原子核里釋放出的質子在極大壓力下會和電子結合成為中子，這樣一來，物質的結構就發生了根本的變化，原來是原子核和電子，現在都變成了中子。這樣的狀態叫做「中子態」。這種形態大部分存於中子星中，中子星是由大質量恆星晚年發生收縮而造成的。

在中子星內核，或許還存在更緻密的假想物質——夸克(夸克被認為是比質子、中子更微小的物質組成基本粒子)。然而，最新證據不支持夸克的存在。兩顆新近發現的中子星非常沉重，哪怕是夸克對它們來說也太「蓬鬆」。那麼，中子星的腹心究竟是一些什麼樣的超緻密物質呢?有關線索也許可通過研究星震來獲取。所謂星震，是指中子星外殼爆裂時發生的震顫性能量爆發。

中子態或者夸克或許是宇宙中最緻密的物質形式，但最緻密的天體卻可能並不是由它們構成的。進一步壓縮中子星，它就會變成黑洞。並非所有黑洞都很緻密，事實上，由其視界量度的大型黑洞都很稀薄。銀河系附近星系之一M87星系的一個超大質量黑洞的質量是太陽的64億倍，但其密度僅為每立方米0.37千克，也就是比空氣還輕。另一方面，已知最小的微型黑洞——XTEJ1650－500隻有太陽質量的3.8倍，但其密度卻超過每立方米10的18次方千克。假如能找到一個比這還要小哪怕一點點的時一空扭曲，它就會超越中子態，成為最緻密的東西。

微型黑洞可能是在大爆炸期間鍛造出來的，當時宇宙極為緻密，其間的量子漲落可能導致一些密度很大的區域坍縮。這類微型黑洞可能會在突然的輻射爆發中暴露自己的存在，假如真是這樣，就能讓我們窺見宇宙初期的量子漲落規模，以及究竟是哪些過程在實際推動大爆炸。

在黑洞的視界內部，事情會變得更奇異。相對論告訴我們，一切質量都被壓縮成一個密度無限大的數學奇點。但在量子效應開始攪亂時一空的極端情況下，就連相對論也幾乎全然崩潰。在引力與量子世界交會的地方，就是基本物理學的大前沿。正是通過考慮像黑洞奇點這樣的極端，理論學家希望弄清現實的最基本根基。

黑洞腹心是否隱藏著一個由顫動弦構成的模糊球，或者一個吸收空間的量子蟲洞?科學家對此仍不清楚，但粗略的計算暗示，黑洞密度的上限是每立方米5×10的96次方千克，這被稱為普朗克密度。宇宙中哪怕最緻密的東西可能都超不過這個密度——不管它是什麼東西。

　最大

最大行星、最大恆星、最大的洞……

對宇宙中最大的東西，我們不妨做以下細分。

最大的行星　在太陽系中木星是行星中的老大。與其他個頭超過一定值的行星一樣，木星是一顆主要由氫和氦構成的氣態巨行星。在已知所有的氣態巨行星中氣體最多的是TrES－4，這顆於2006年發現的行星在距離地球1500光年的地方環繞一顆明亮的恆星運行。TrES－4的直徑是木星的大約1.8倍，前者是迄今被準確測量的最大行星。奇怪的是，相對於其大小來說，TrES－4實在太過輕飄——它只有木星質量的約88％，其密度差不多為每立方厘米0.2克，也就是比軟木塞的密度還小。一顆行星怎麼會像TrES－4這般蓬鬆?這仍是一個謎。

最大的人造物　目前太空中已知最大的人造物是國際空間站，其寬度是109米，重達370噸。

國際空間站是國際合作研發、正在低地球軌道(地面以上160－2000千米高度)中安裝的研究設施，其建造目的是研發和測試探索飛船系統，研發保持宇航員在低地球軌道外執行任務期間的健康及工作能力的技術，獲取可能用於太空探索任務的實際操作經驗。國際空間站的建設始於1998年，預計2012年中期全部建成。該空間站的橫截面面積比此前任何空間站都大，因此在地面憑裸眼也可能看見它。

最大的恆星　它就是盾牌座UY星，距離地球5000光年，或許能吞下80億個太陽。它的直徑據估計接近30億千米，這使得它和其他為數不多的恆星贏得紅超巨星的頭銜。不過，這—估計值仍存爭議，有科學家認為盾牌座UY的直徑只有10億千米，它只是紅超巨星中的最矮小者之一。

最大的星系　根據有關星系形成的標準模式，最大的星系就是從許多小星系碰撞中產生的橢圓巨無霸星系。已知最大的星系是透鏡狀的Ic 1101，它位於距地球10億光年外的「阿貝爾2029」星系團。Ic1101的直徑接近600萬光年，其體積是銀河系的數千倍。

最大的洞　換個口味吧，這裡所說的洞並非黑洞，而是一片巨大的黑暗區域。從迄今探索的最大規模而言，星系就是寬達幾億光年的一面面巨牆和紐結，彼此間存在一定的空隙。其中已知最大的空隙發現於2037年，其寬度竟然達10億光年左右。一個奇怪的觀點是，它是遠古與另一個宇宙相遇而留下的一個「巨疤」。

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