人類創造5萬億度超高溫，地球溫度高達6千度，這些知識你知道嗎

今年的四月份，我國的「人造太陽——世界首個全超導託卡馬克「東方超環（EAST）」首次實現了1億攝氏度運行10秒。

2012年，歐洲的大型強子對撞機在一瞬間撞出了接近5萬億攝氏度的超高溫，也是人類創造出的最高溫，雖然只是一瞬間，也非常驚人。

今日白露，到了九月份，全國的好些地方已經能感受到天氣變涼了。溫度隨著季節的更替而變化，不同於春季的和煦、夏日的燥熱，秋季的冷風略顯蕭瑟。地球的溫度難以捉摸，特別是這季節交替的時候，時冷時熱，溫差較大，連權威的天氣預報也不敢保證是風還是雨，是晴天還是陰天，一些不注意的人又該感冒了。

我們地球的溫度變化萬千，宇宙中不同天體的溫度又會怎樣？溫度給我們最直觀的感受就是天氣的變化，是開空調和不開空調的區別。實際上這些從科學角度看就是分子運動的結果，或者是原子。分子運動的越快，溫度就越高，反之溫度變低。我們有多種辦法測量空氣的溫度或者水溫，但是我們怎麼去測量宇宙中的天體？

不同顏色代表不同溫度。我們都知道一個鐵塊加熱之後會變成紅色，「爐火純青」一詞中的「青」表述的也是較高的溫度。其實不同的顏色代表不同的微波，不同的波長又呈現了不同的顏色。宇宙中的天體也是如此，不同溫度的天體會呈現出不同的顏色，溫度越低的恆星，顏色越偏紅，例如紅矮星表面只有兩三千攝氏度；溫度越高的恆星，顏色越偏藍，例如藍超巨星表面高達數萬攝氏度。

恆星中心的溫度比表面溫度高很多。地球內部大約是6000攝氏度高溫，而太陽的表面才是5600攝氏度左右，但是太陽內部可以達到1500萬攝氏度。除此之外，天體爆發和碰撞時可以產生更高的溫度，例如大質量的恆星死亡時爆發成為超新星，可以達到數百億攝氏度的高溫，金、鈾、鍶等宇宙中最重要的元素就是在這種極高溫的狀態下產生。

可能有一個不可思議的數字，宇宙中最高的溫度，又被稱為普朗克溫度，代表的是宇宙大爆炸一瞬間的溫度，基本等於1億億億億攝氏度。最低的溫度被稱為絕對零度，差不多是-273.15 攝氏度，地球上5000光年外的外的溫度接近絕對零度。當運動的分子靜止不動時，溫度就達到了最低。

根據量子力學的不確定性原理，分子的運動不可能完全停下，也就是不可能存在絕對零度。物理學家在實驗室裡通過雷射冷卻和磁冷卻的手段，將稀薄的原子氣體冷卻到十億分之一開，無限的接近-273.15 攝氏度。距離我們5000光年的人馬座旋鏢星雲中心附近，溫度達到-272.15 攝氏度。

真空有溫度嗎？我們常說的真空，大約就是粒子數量很少的太空，目前為止，還沒有人測量過真空的溫度。在真空中，粒子數量過於稀少，一個地球體積那麼大的真空範圍，粒子攏在一起還不如一個骰子大，溫度計放在這裡基本上不會接觸到任何的物質，也就無法讀出真空的溫度。

那麼宇宙的溫度到底是多少？1965年的某一天，彭齊亞斯與比他小三歲的同事威爾遜在公司值班。兩位年輕的科學家在爬上一個巨大的天線時聽到了一種背景噪音，就像信號不好時的靜電噪聲。彭齊亞斯與威爾遜在檢查過設備後發現並無異常。之後兩位科學家發現這些噪音實際上是宇宙微波背景輻射。通過光譜測量，天文學家知道這個微波的溫度是-270.42 攝氏度。

宇宙微波背景輻射無處不在，在遠離恆星等熱源的宇宙空間中，它的溫度可以視作空間本身的溫度。空間中的其他粒子，例如星系團內的熱氣體等，可以具有極高的運動速度，以溫度衡量其能量的話，可以高達上億開。可見同一片空間中，極低溫與極高溫是同時共存的，可謂名副其實的「冰火兩重天」。