探索外太空,人類一直充滿好奇。若真有機會遨游宇宙,首要之務(wù)便是考慮如何抵御那里的極端溫度。地球上最寒冷的城市,如俄羅斯的雅庫茨克,其全年平均氣溫約為零下50攝氏度,然而這與太空的溫度相比,仍顯得“溫暖”。
太空船內(nèi)部因有熱控制系統(tǒng),所以船員無需擔憂外界溫度。但一旦踏出這個保護殼,太空的溫度便顯得極為瘋狂。例如,國際空間站的向陽面溫度可高達121攝氏度,而背陽面則低至零下157攝氏度。
然而,有趣的是,從科學(xué)角度來說,太空本身并沒有真正的“溫度”。溫度是物體熱度或冷度的量度,與物體內(nèi)的分子動能有關(guān)。但在近乎真空的太空中,物質(zhì)密度極低,每立方米僅含1個原子,使得測量溫度變得毫無意義。
盡管如此,科學(xué)家還是嘗試確定了太空的溫度。宇宙中最冷的可能溫度是“絕對零度”,即零下273.15攝氏度或0開爾文。在這個溫度下,分子熱運動停止,無法產(chǎn)生熱量。不過,由于量子力學(xué)的原理,絕對零度是無法達到的。
那么,如果我們把一根精確的溫度計帶入太空,它會記錄下什么溫度呢?在太陽風(fēng)中的氣體、塵埃和電離粒子影響下,溫度計最終會穩(wěn)定在約2.73開爾文的溫度,這是宇宙微波背景輻射的溫度,也是宇宙大爆炸留下的熱殘余。
因此,我們可以說宇宙空間的平均溫度是2.73開爾文。這個溫度自宇宙大爆炸以來,已經(jīng)持續(xù)了138億年,不斷溫暖著浩瀚的宇宙空間。