宇宙最熱的地方不在黑洞不在深空,就在地球!太陽根本排不上號(hào)。
宇宙中溫度最高的地方究竟在哪里?在這個(gè)極致高溫面前,太陽連提鞋的資格都沒有。
宇宙終極最高溫度達(dá)到1.4億億億億度。直觀感受一下這個(gè)數(shù)字的量級(jí):從一數(shù)到1億,需要耗時(shí)3.17年,數(shù)到10億,需要整整30年,而要數(shù)完這個(gè)溫度的數(shù)值,需要耗費(fèi)3.17后面再加17個(gè)0的年數(shù)。
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這個(gè)溫度數(shù)值量級(jí),比宇宙現(xiàn)存總年齡還要高出4萬億倍,數(shù)字長度遠(yuǎn)超普通人銀行卡余額位數(shù)。
更顛覆認(rèn)知的是,這個(gè)極致高溫的誕生地,不在遙遠(yuǎn)深空星系,也不在黑洞核心深處,反而就在我們生活的地球上。
1994年,芬蘭科研團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室中,用不到1秒的時(shí)間,造出了比太陽核心溫度還要高10萬倍的極端高溫。但這還不是人類造物的溫度極限,宇宙真正的溫度天花板,源自宇宙大爆炸發(fā)生后的最初瞬間。
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彼時(shí)整個(gè)宇宙的體積比單個(gè)原子還要小,溫度直接飆升至1.4億億億億度,這也是物理學(xué)界定下的溫度終極上限。
想要看懂宇宙極致高溫有多恐怖,先從我們最熟悉的太陽說起。太陽核心溫度僅1500萬攝氏度,這個(gè)數(shù)值看似驚人,實(shí)則很好理解。
地球上的鋼鐵達(dá)到1500度就會(huì)熔化成鐵水,太陽核心溫度也只是在此基礎(chǔ)上翻了一萬倍而已。但在宇宙高溫排行榜上,太陽核心溫度完全不值一提。
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R136A1是人類目前發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量最大的恒星之一,也是遠(yuǎn)超太陽溫度的天體。這顆恒星坐落于大麥哲倫星系的蜘蛛星云內(nèi),距離地球16萬光年。
它誕生初期,原始質(zhì)量達(dá)到太陽的320倍,如今體積仍能容納兩百多個(gè)太陽。
R136A1表面溫度達(dá)到5.3萬度,是太陽表面溫度的十倍。形象類比,若把太陽比作普通打火機(jī)的小火苗,R136A1就是持續(xù)噴發(fā)的超級(jí)火山口。
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它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)極其劇烈,每5秒鐘釋放的核聚變總能量,就相當(dāng)于太陽一整年的產(chǎn)能總和。這顆恒星一直在透支自身質(zhì)量燃燒續(xù)命,壽命僅有兩三百萬年,屬于宇宙中典型的短命高溫巨星。
比最熱恒星溫度更夸張的,是一顆普通系外行星,它的高溫足以碾壓宇宙絕大多數(shù)恒星天體,這就是KALT9B。這顆行星位于六百多光年外的天鵝座,圍繞母星KALT9公轉(zhuǎn)。
KALT9恒星本身就極為熾熱,表面溫度接近1萬度,約為太陽表面溫度的兩倍。而作為伴生行星的KALT9B,處境更為極端。
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它與母星的距離不到水星到太陽距離的十分之一,幾乎緊貼恒星表面運(yùn)轉(zhuǎn)。極致的高溫環(huán)境,讓鐵、鈦等重金屬直接蒸發(fā)成氣態(tài)。
這顆行星質(zhì)量是木星的三倍,大氣層溫度更是遠(yuǎn)超太陽系最熱的金星,堪稱宇宙級(jí)高溫?zé)挭z。
2012年,歐洲核子研究中心依托大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī),開展了迷你宇宙大爆炸模擬實(shí)驗(yàn)。
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科研人員讓兩束鉛離子以無限接近光速的速度對(duì)撞,在比原子還小的微觀空間內(nèi),瞬間形成極致熾熱的亞原子火球,也就是夸克膠子等離子體。此次實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造出5.5萬億攝氏度的高溫,比太陽核心溫度高出3700萬倍。
人類對(duì)高溫的探索從未停止。后續(xù)歐洲核子研究中心再度升級(jí)實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)室精準(zhǔn)復(fù)刻出宇宙大爆炸后僅百萬分之一秒的極端環(huán)境,撞擊瞬間溫度直接飆升至10萬億攝氏度。
在這個(gè)溫度下,構(gòu)成物質(zhì)的質(zhì)子和中子會(huì)徹底融化,還原成宇宙最原始、由夸克和膠子組成的基礎(chǔ)物質(zhì)狀態(tài),這個(gè)超高溫度就誕生于瑞士日內(nèi)瓦的地下實(shí)驗(yàn)室。
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人類實(shí)驗(yàn)室造出的10萬億度高溫,看似已經(jīng)突破認(rèn)知,但在宇宙終極溫度面前依舊微不足道。物理學(xué)定義的宇宙溫度天花板,名為普朗克溫度,數(shù)值為1.4億億億億度。
數(shù)值差距一目了然:人類創(chuàng)造的10萬億度,是14后面加12個(gè)0,而普朗克溫度是1.4后面加32個(gè)0,兩者相差整整20個(gè)數(shù)量級(jí)。
如果把10萬億度比作一粒細(xì)沙,普朗克溫度就相當(dāng)于整個(gè)可觀測宇宙的總體積;如果人類造出的高溫是一滴水,普朗克溫度就是整片汪洋大海。
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普朗克溫度在宇宙歷史中僅出現(xiàn)過一次,存續(xù)時(shí)間只有十的負(fù)43次方秒,也就是普朗克時(shí)間,物理學(xué)定義中有物理意義的最小時(shí)間單位。
隨著人類科研水平不斷提升,人類對(duì)微觀世界和極致能量的探索持續(xù)深入。
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