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關于宇宙的溫度，你應該了解的知識

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這個問題是指特定宇宙中的天體還是真空？還是星云還是星系？如果是天體的話 ， 宇宙中有很多像太陽類似的恒星 ， 其溫度至少高達上千度 ， 與地球表面溫度相比 ， 簡直就是大巫見小巫 。 本文將概述幾個關于溫度的概念 。
溫度是表示熱和冷（內能）的物理量 。 它是用一個或多個溫標（溫度單位換算）校準的溫度計來測量的 。 最常用的溫標是攝氏溫標(以前稱為攝氏度)(表示為°C)、華氏溫標(表示為°F)和開爾文溫標(表示K) 。 開爾文（用小寫字母k拼寫）是國際單位制（簡稱SI）中的溫度單位 ， 其中溫度是七個基本基數之一 。 開爾文量表廣泛應用于科學技術領域 。
理論上 ， 一個系統最冷的溫度是絕對零度（K=0） ， 此時物質中的熱運動為零 。 然而 ， 實際的物理系統或物體是永遠不可能達到絕對零度的溫度的 。 絕對零度在開爾文溫標下表示為0K ， 在攝氏溫標下表示為-273.15°C ， 在華氏溫標下表示為-459.67°F 。
對于理想氣體 ， 溫度與組成微觀顆粒的隨機微觀運動的平均動能成正比 。
溫度在自然科學的所有領域中都很重要 ， 包括物理、化學、地球科學、醫學和生物學 ， 以及日常生活的大多數方面 。
天體的溫度地球表面溫度范圍在?89.2 °C 到56.7 °C之間 。
大質量主序帶恒星的表面溫度可以達到50000K 。 較小的恒星 ， 如太陽 ， 表面溫度可以達到幾千K 。 紅巨星表面的溫度相對較低 ， 大約為3600K；但是由于它們具有較大的外部表面積 ， 因此也具有較高的溫度 。
在主序帶上恒星的表面溫度取決于核心能量生成的速率和恒星的半徑 ， 并且可以使用色指數來估計 。 色指數是天文學中利用顏色來顯示恒星表面溫度的一個標量 。

關于宇宙的溫度，你應該了解的知識



標示出許多在銀河系中已知恒星的赫羅圖 。 圖：ESO
宇宙微波背景輻射一個溫度只有?270.424 °C的電磁輻射 ， 它處于恒星和星系或其它物質之間看不見的空間區域 。 雖然用傳統的望遠鏡看不見它們 ， 但是利用靈敏的輻射望遠鏡可發現微弱的背景輝光 。
宇宙微波背景（CMB ， CMBR）是大爆炸宇宙學中宇宙早期殘留的電磁輻射 。 在更早的文獻中 ， CMB也被稱為宇宙微波背景輻射（CMBR）或“殘余輻射” 。 CMB是一個微弱的宇宙背景輻射 ， 它填充了所有空間 ， 這是早期宇宙的重要數據源 ， 因為它是宇宙中最古老的電磁輻射 ， 可追溯到再復合時代 。 使用傳統的光學望遠鏡觀測時 ， 我們只能觀測到恒星和星系（背景）之間的空間是完全黑暗的 。 然而 ， 當我們利用一個足夠靈敏的射電望遠鏡觀測時 ， 它就會顯示出微弱的背景噪聲或發光 ， 且這些背景噪聲幾乎都是各向同性的 ， 與任何恒星、星系或其他物體無關 。 這種輝光在無線電頻譜的微波區域是最強的 。 美國射電天文學家阿諾·潘齊亞斯和羅伯特·威爾遜在1964年偶然發現了CMB ， 這是20世紀40年代開始工作的成就 ， 因此他們獲得了1978年諾貝爾物理學獎 。
CMB的精確測量對于宇宙學至關重要 ， 因為任何提出的宇宙模型都必須解釋這種輻射 。 CMB在2.72548±0.00057K的溫度下具有熱黑體光譜 。 在微波頻率范圍內 ， 光譜輻射dEν/dν在160.23GHz處達到峰值 ， 對應光子能量約為6.626×10的-4次方eV 。 或者 ， 如果光譜輻射定義為dEλ/dλ ， 則峰值波長為1.063Mm(282GHz ， 1.168x 10的-3次方eV光子) 。 輝光在各個方向上幾乎是均勻的 ， 但微小的殘余變化顯示出非常特殊的圖案 ， 與預期相當均勻分布的熱氣體膨脹到宇宙當前大小的圖案相同 。 特別地 ， 天空中不同觀測角度的光譜輻射包含小的各向異性或不規則性 ， 它們會隨所檢查區域的大小而變化 。 它們已經被詳細地測量 ， 并且匹配了如果由物質在非常小的空間中的量子漲落產生的小的熱變化已經擴展到我們今天看到的可觀測宇宙的大小時所期望的 。 這是一個非?；钴S的研究領域 ， 科學家們正在尋找更好的數據（例如 ， 普朗克飛船）和更好的解釋膨脹的初始條件 。 盡管許多不同的過程可能產生黑體光譜的一般形式 ， 但是除了大爆炸之外 ， 還沒有其他模型解釋這種波動 。 因此 ， 大多數宇宙學家認為宇宙大爆炸模型是對CMB最好的解釋 。

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