宇宙之“最”

前往宇宙中最熱之地，一定得首先經(jīng)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℃之間的換算公式是K=273+℃)。不過，就算溫度如此之高，太陽也并非是宇宙溫度的創(chuàng)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也算不了什么，一些白矮星的溫度超過了它。白矮星是較小的恒星在燃盡自身能源后剩下的致密熱球，它們被稱為宇宙的灰燼，其中一個灰燼——，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云。

墜入一顆恒星內部，你會發(fā)現(xiàn)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(wěn)定的恒星來說，溫度上限的理論值約為60億K。

在這樣的溫度下，恒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(fā)中消滅恒星的時空反應。

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

在超新星爆發(fā)期間，恒星溫度可以短暫躍升到大大超過60億K。大麥哲倫云是距離地球大約16萬光年的銀河系的一個衛(wèi)星星系。

1987年，科學家觀測到這里的一顆恒星爆發(fā)，在地球上探察到的這次爆發(fā)產生的中微子表明，這顆恒星的內部溫度高達約2000億K!

然而，與產生_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，運用特別調制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志，當一顆巨型恒星的內核坍塌，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致密的巨大光柱，這一過程的細節(jié)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。這就是位于瑞士日內瓦郊外地下1130米左右深度的一個探測器洞穴。

在這里，從2010年n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(shù)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。

這項實驗對于“宇宙極端高熱之地在哪里?”這個問題給出了線索。

它不是在現(xiàn)在、在這里，而是在以往、在那里——宇宙大爆炸的腹心，一個由溫度和密度組成、宇宙由此發(fā)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(shù)量級上，現(xiàn)有的物理學知識已經(jīng)遠遠不夠了。

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。

在太陽系里，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(fā)現(xiàn)，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。

隨著探測范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(wèi)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巖石，而其中最冷的“孤魂野鬼”很可能存在于星系際空間。由于只被宇宙大爆炸后微弱的微波余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、被稱為回飛鏢星云的一團氣云的溫度只有1K。

這團星云正迅速膨脹，并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。

回飛鏢星云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(chuàng)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，甚至就連這么低的溫度對宇宙有什么用處或者有沒有用處，這個問題也至今沒有答案。

在中世紀歐洲天文學中，宇宙是攜帶著太陽、月球、行星和恒星的一系列內嵌水晶球，而我們現(xiàn)在已經(jīng)知道，真正的太空是相當凌亂的。不過，宇宙中有沒有什么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于地球的2000億倍，足以壓平幾乎一切褶皺：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(fā)射了堪比中子星圓滑度的球體。“引力探測器B’堤設計來探尋時空扭曲的人造衛(wèi)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于一些小石英球，這些小球被打磨得極為光滑，其不規(guī)則度不超過百萬分之0.4。

相對論預測了一個甚至比“引力探測器B”的小球還圓滑的天體。黑洞的視界標志著沒有任何光線能逃逸至遙遠觀測者眼中的黑洞區(qū)域，但這并不是一個有形的表面，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于正圓的東西。

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。

星系被認為是熠熠發(fā)光的珠寶，其間點綴著數(shù)十億顆明亮的恒星和閃亮的星云。而位于獅子座的球狀星團(矮星系)“塞格韋1”卻并非如此。

“塞格韋1”距離地球僅75000光年，是銀河系的一個近鄰，但直到2006年，這匹真正的“黑馬”才被發(fā)現(xiàn)——它的總光亮竟然只有太陽的300倍。

這就怪了。“塞格韋l”的一些恒星移動速度很快，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，如果從可見的恒星和氣體質量來看，它們加起來的總質量遠遠不夠這么多，這意味著“塞格韋1”的幾乎所有質量都被奇異的暗物質占據(jù)。

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并不冷，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。這類暗星被認為存在于宇宙的極早期，今天或許仍然存在一些，不過科學家至今連一個也沒能發(fā)現(xiàn)。

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。

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(tài)巨行星。

在已知所有的氣態(tài)巨行星中，氣體最多的是TrES-4，這顆于2006年發(fā)現(xiàn)的行星在距離地球1500光年的地方環(huán)繞一顆明亮的恒星運行。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，相對于其大小來說，TrES-4實在太過輕飄一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。一顆行星怎么會像TrES-4這般蓬松?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(fā)、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(fā)和測試探索飛船系統(tǒng)，研發(fā)保持宇航員在低地球軌道外執(zhí)行任務期間的健康及工作能力的技術，獲取可能用于太空探索任務的實際操作經(jīng)驗。

國際空間站的建設始于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。

最大的恒星它就是大犬座YY星，距離地球5000光年，或許能吞下80億個太陽。它的直徑據(jù)估計接近30億千米，這使得它和其他為數(shù)不多的恒星贏得紅超巨星的頭銜。

不過，這一估計值仍存爭議，有科學家認為，大犬座、YY星的直徑只有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(jù)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IC1101，它位于距地球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(shù)千倍。

最大的洞換個口味吧，這里所說的洞并非黑洞，而是一片巨大的黑暗區(qū)域。從迄今探索的最大規(guī)模而言，星系就是寬達幾億光年的一面面巨墻和紐結，彼此間存在一定的空隙。

其中，已知最大的空隙發(fā)現(xiàn)于2037年前，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”。

(編據(jù)美國《科學之旅》)