探索外太空,人类一直充满好奇。若真有机会遨游宇宙,首要之务便是考虑如何抵御那里的极端温度。地球上最寒冷的城市,如俄罗斯的雅库茨克,其全年平均气温约为零下50摄氏度,然而这与太空的温度相比,仍显得“温暖”。
太空船内部因有热控制系统,所以船员无需担忧外界温度。但一旦踏出这个保护壳,太空的温度便显得极为疯狂。例如,国际空间站的向阳面温度可高达121摄氏度,而背阳面则低至零下157摄氏度。
然而,有趣的是,从科学角度来说,太空本身并没有真正的“温度”。温度是物体热度或冷度的量度,与物体内的分子动能有关。但在近乎真空的太空中,物质密度极低,每立方米仅含1个原子,使得测量温度变得毫无意义。
尽管如此,科学家还是尝试确定了太空的温度。宇宙中最冷的可能温度是“绝对零度”,即零下273.15摄氏度或0开尔文。在这个温度下,分子热运动停止,无法产生热量。不过,由于量子力学的原理,绝对零度是无法达到的。
那么,如果我们把一根精确的温度计带入太空,它会记录下什么温度呢?在太阳风中的气体、尘埃和电离粒子影响下,温度计最终会稳定在约2.73开尔文的温度,这是宇宙微波背景辐射的温度,也是宇宙大爆炸留下的热残余。
因此,我们可以说宇宙空间的平均温度是2.73开尔文。这个温度自宇宙大爆炸以来,已经持续了138亿年,不断温暖着浩瀚的宇宙空间。