「宇宙,无边无际,漫无止境。」在那无边无际的宇宙中,人们似乎总是感到无比的渺小,无论是在时间上还是在空间上。那么,在宇宙中,哪一天最冷呢?或许,这是你心中的疑惑。那么,就让我们一起探索,来寻找答案吧。
首先,我们需要明确的是,宇宙中的温度是极度低下的。最冷的地方理论上叫做「绝对零度」。绝对零度是无限接近于绝对零的温度,在这里分子的运动像是在一种永不停息的混乱漩涡之中,绝无任何运动或是分子的热量;它的绝对零度为零开尔文,或-273.15摄氏度。所以,宇宙中的绝对零度是极度低温的地方。
那么,在宇宙中哪一天最冷呢?从根本上来说,宇宙是一个无穷无尽的天地,由于宇宙本身的庞大,某些宇宙地区会比其他地区更加寒冷。据科学家的观察和研究,宇宙中最冷的地方是什么呢?答案是宇宙微波背景辐射。
宇宙微波背景辐射,简称CMB,是宇宙形成之后留下的痕迹之一。它是一种从大爆炸初始阶段就开始释放出来的电磁波辐射,这个过程持续了大约38万年。当初形成宇宙时,宇宙处在十分高温、密实的状态下,但随着宇宙学演化持续发生,宇宙结构逐渐冷却。在到了差不多10万年之后,宇宙已经冷却到了几千度以下的温度,由于宇宙背景辐射的释放,创建了宇宙背景辐射的小波,以及因为宇宙膨胀而被拉长的大波,进而发射出可见及不可见的电磁波。截至2021年,CMB的温度为大约2.73开尔文,是所有宇宙天体中最冷的一个。
除了CMB,还有一些其他地方也是宇宙中温度最低的地方,比如宇宙中暗物质的密集区域、超级恒星附近的冰冷介质,等等。它们的温度都很低,甚至更低于CMB的温度。而CMB被认为是整个宇宙中最冷的一个地方,是因为它可以自由传播,没有任何星云、尘埃、等物质遮挡。这也是为什么CMB被称为「宇宙背景辐射」的原因。
最后,我想向大家简单介绍一个特殊的日子:2019年9月12日。这一天,CMB显微波背景辐射可观测天文台(SPT)在智利阿塔卡马高原运行的取样器包括SPT-3G和POLARBEAR-2一直在衡量宇宙背景辐射的温度。在这一天,人类首次提出并证明了「雾化点」(Fog point) 理论,即宇宙背景辐射的温度会变得很低,以至于水蒸气在宇宙整个大气层中几乎就停滞不前。而今天的宇宙背景辐射温度大概2.73开尔文,如果再冷一点,也许就会出现「雾化点」。在那一天,或许是整个宇宙中最冷的那天。
综上所述,CMB是宇宙中最冷的地方,它的温度为2.73开尔文。虽然宇宙中还有很多其他地方也非常寒冷,但CMB仍然是整个宇宙中最冷的地方之一。这种极端低温的情况在我们日常生活中是无法想象的,但它对于研究和理解宇宙的演化历史至关重要。在未来的科学研究中,我们或许还将会发现更多宇宙中的奥秘,而这些奥秘也会随着依次被解析而变得更加清晰。
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