宇宙中最冷的五大極點

barying

想問下師兄，

這個主題是不是有圖看看的

premierfong

鄙人以爲太空最低溫有- 5000。 今兒學到東西。謝謝。

tigerb

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為什麼達不到絕對零度呢

  


絕對零度的溫度圖線

絕對零度（absolute zero）是熱力學的最低溫度，但此為僅存於理論的下限值。指熱力學入面溫度嘅理論下限 0 K（開爾文），相等於攝氏零下 273.15 度（−273.15℃）。

物質的溫度取決於其內原子、分子等粒子的動能。根據麥克斯韋-玻爾茲曼分佈，粒子動能越高，物質溫度就越高。理論上，若粒子動能低到量子力學的最低點時，物質即達到絕對零度，不能再低。然而，絕對零度永遠無法達到，只可無限逼近。因為任何空間必然存有能量和熱量，也不斷進行相互轉換而不消失。所以絕對零度是不存在的，除非該空間自始即無任何能量熱量。在此一空間，所有物質完全沒有粒子振動，其總體積並且為零。



絕對零度，亦即絕對溫標的開始，是溫度的極限，相當於-273.15℃，當達到這一溫度時所有的原子和分子熱量運動都停止。這是一個只能逼近而不能到達的最底溫度。人類在1926年得到了0.71K 的低溫記錄，1957年創造了0.00002K的超低溫記錄，1989我國科學家創造了2X10 power -9 K的超低溫，目前，人們甚至已得到了距離絕對零度只差六億分之一的低溫，但仍不可能得到絕對零度。

如果真的有絕對零度，那麼能不能檢測到呢？有沒有一種測量溫度的儀器可以測到絕對零度而不會干擾受測的系統（受測的系統如果受到干擾，原子就會運動，從而就不是絕對零度了）？確實，絕對零度無法測量，是靠計算得出來的，研究發現溫度降低時，分子活動就會變慢，那麼依靠計算得出，當降到絕對零度時，分子是靜止的，所以就得出了絕對零度的概念。

低温資料


根據WMAP對宇宙微波背景輻射的觀測繪製的圖像。

-270.15℃ 宇宙微波背景幅射

宇宙微波背景幅射是‘宇宙大爆炸’ 所遺留下的布滿整個宇宙空間的熱幅射，反映的是宇宙的年齡是137±1億年的狀況，其值為接近絕對零度的3K（-270.15℃）。


回力棒星雲 (Boomerang Nebula)

回力棒星雲 Boomerang Nebula（亦稱領結星雲）是在半人馬座的方向上，距離地球5,000光年的一個原行星雲。這個星雲的溫度經測量為1K（−272.15°C; −457.87°F），是自然界中已知溫度最低之處。回力棒星雲是由從一顆恆星的核心逸流出的氣體形成的，氣體向外流出的速度是164公里/秒，並且在進入太空之後很快速的膨脹。這種膨脹是造成它溫度下降的主要原因（絕熱膨脹）。

註:絕熱膨脹是與外界沒有熱量交換的膨脹過程。但氣體對外界做功，氣體膨脹，因此，並不同於孤立系統。


哈柏太空望遠鏡利用偏極化濾鏡（類似偏光太陽眼鏡）拍攝的影像，不同的偏極化角度與不同的顏色結合來呈現。

在1998年，哈柏太空望遠鏡拍攝了回力棒星雲的詳細影像。它們認為這個星雲是正朝向行星狀星雲階段發展（演化）中的一顆恆星或恆星系。

天文學家發現這是目前在宇宙中發現到的最冷的區域，溫度是−272 °C，只比絕對零度（溫度的最低極限溫度）溫暖了1K的溫度。即使是來自大霹靂的背景溫度-270°C，都比這兒更溫暖。這是目前唯一找到溫度比背景輻射還要低的物體，回力棒星雲的另一個專業的名稱為 PGC 3074547。


氦（舊譯作氜）是一種化學元素，它的化學符號是He，它的原子序數是2，是一種無色惰性氣體，在高壓電場下發紫色光。

-260℃ 最頑固的氦被液化

當溫度低至-268℃時，最頑固的氦也變成了液體。

在寒冷的宇宙間，星際塵埃的溫度可低達-260℃。


地球同步衛星運載火箭（Geosynchronous Satellite Launch Vehicle，英文縮寫：GSLV），印度自行研發為主的運載火箭。

-250℃ 低溫火箭發動機

相比液體或固體推進系統，低溫火箭發動機動力和效率更為強大，但功藝也更為復雜。目前，世界上其中溫度最低的火箭發動機是由印度空間研究組織研制成的，該發動機的燃料溫度低至-250℃，其動力和效率都極為強大。


氫是無色氣體，等離子態的氫發出的紫色光。

240℃ 氫被液化

科學家1989年在實驗室第一次得到-240℃的低溫，這時，氫氣變成液體氫。

從冥王星上看太陽，太陽只是一個閃亮的光點，它從太陽上所接受到的光和熱，只有地球從太陽得到的幾萬分之一，因此，冥王星上是一個十分陰冷黑暗的世界。最高溫度是-210℃，最低的是-240℃，除冥王星以外，海王星上的最低溫度也可達到-240℃。

-230℃ 非金屬的磁性

非金屬材料一般是沒有磁性的，但在-230℃以下的低溫下也能表現出磁性，這種奇妙的磁體適用於製造新型計算機存儲設備，絕緣設備等，但這些材料在溫度超過-230℃時就失去磁性，因此，-230℃是非金屬材料表現出磁性的最高臨界溫度。


天王星

-220℃ 天王星

天王星自轉一次的‘天王星日’約為17小時14分，因為有快速的自轉和木星一樣地程現東西向的明顯條紋。因為距離太陽太過遙遠，天王星的大氣層雲上端約在-220℃，表面顯淡籃色。

在-228℃度低溫時，氖氣被液化。


距離地球12光年的鯨魚座τ星

-210℃ 鯨魚座τ的塵埃盤

鯨魚座τ是除了太陽以外離地球最近的類太陽恆星，距離太陽緊約12光年，亮度約3.5等，用肉眼就可以看到。它周遭有塵埃與彗星組成的塵埃盤，這個塵埃盤的直徑比太陽肖大一些，溫度緊-210℃左右。


土衛六（Titan，又稱為泰坦星）是環繞土星運行的一顆衛星，是土星衛星中最大的一個，也是太陽系第二大的衞星。

-200℃ 土衛六星

到目前為止，我們尚未發現有任何地外生物存活的跡象。但卡西尼號正在探索的土衛六可能是一個生命起源的實驗室。

由於表面溫度為-200℃，土衛六不是一個能產生生命的地方，但是它的濃密的大氣層中含有許多碳氫化合物。它們通過太陽的紫外光可產生化學反應。光化學反應產生有機份子，這些碳基化合物是產生生命的第一步。但是土衛六太冷了，以至無法邁出下一步。它就象是一個深度凍結了的地球。在50億年後，它將會得到產生生命的熱量，因為太陽將膨脹成一個熊熊發光的紅巨星。只是那時候由於太陽已進入生命的暮年，生命大約已經來不及產生了。


月球背面

-190℃ 低溫下的奇怪現象

低溫世界就象魔術師，各種物質出現奇妙變化。酒精會變成石頭般硬；塑膠會像玻璃一樣脆；如果把雞蛋放進-190℃的盒子中，它會產生淺藍色的熒光，摔在地上會像皮球一樣彈起來；鮮豔的花朵放進去，會變成玻璃一樣光閃閃，輕輕一敲發出‘叮當’嚮，重敲竟然破碎了；從魚缸撈出一條金魚頭朝下於進-190℃的液體中，金魚再取出會變得硬梆梆，晶瑩透明，仿佛水晶玻璃制成的‘工藝品’ ，再將這‘玻璃金魚’ 放回魚缸的水中，奇妙的是金魚竟然復活了，又擺動輕紗一般的尾巴游了起來。

月球背面的最低溫度可達190℃。


土星北極上方縈繞著一股強大的熱帶風暴，風暴帶著摧毀性的沖擊力急劇行進，這幅震撼的場景被美國國家航空航天局（NASA）的衛星觀測器通過紅外線濾鏡在太空中拍攝到。

-180℃ 土星雲層

土星上雲層的溫度是-180℃。

被們人稱為‘夢的纖維’ 的凱英拉纖維能在-180℃左右牂連續使用。這種纖維的性能賽過鋼鐵和合金，其強度是鋼的5倍，鋁的10倍，玻璃纖維的3倍，主要是用作飛機的結構材料，子午線輪胎，防彈服和繩索等。


傷寒桿菌

-170℃ 生命存活的低溫極限

這樣的溫度己有最簡單的微生物能夠生存了。觀察表明，大腸桿菌，傷寒桿菌和化膿性葡萄球菌均能在-170℃生存。


水星背面照顯示有火山傷疤和神秘蜘蛛圖

-160℃ 水星背面

離太陽最近的水星，它和太陽的平均距離為5790萬公里，是離太陽最近的行星。它表面的溫差最大，因為沒有大氣的調節，向陽面的溫度最高時可達430℃，但背陽面的夜間溫度可可降至-160℃，晝夜溫度差達600℃，這可是一個處於火和冰之間的世界，溫度變化如此巨大，因此水星上是不可能有生命的。


木星是太陽系從內向外的第五顆行星，亦為太陽系中體積最大、自轉最快的行星。它的質量為太陽的千分之一，但為太陽系中其他行星質量總和的2.5倍。

-150℃ 木星

木星離太陽較遠，雲層頂端平均溫度只有-150℃；木星是一個氣態星球，大氣層主要氫、氦和極少量的甲烷組成。


正在沸騰的液態氮

-140℃ 液氮低溫加工橡膠品

橡膠製品是很難降解的高分子彈性材料，將它粉碎到具有廣泛用途的精細膠粉十分困難，但採用液氮低溫冷凍法，將橡膠在-140℃的溫度下冷凍成玻璃化狀態再加以粉碎，就能輕易獲得優良的精細膠粉。


NASA從太空拍攝的文森山。文森山（英文：Vinson Massif），是南極洲的最高峰，於2004年以GPS技術最新測得海拔4892米（16,050英尺），取代舊測量的4897米與5140米，山頂距南極點約1200公里，山體長21公里，寬13公里。

-130℃ 地球最低氣溫

地球上最低溫出現在南極最高峰——文生峰(Vinson Massif)，這裡一年平均氣溫-129℃，夏日平均氣溫-117.7℃。而地球上第一高峰珠穆朗瑪峰夏日平均氣溫也有-45℃，南極地區的冷烈由此可見一斑。


火星黑夜溫度的TES數據

-120℃ 火星黑夜溫度

根據火星全球量測號的熱輻射光譜儀 (Thermal Emission Spectrometer, TES)之量測，表面溫度的分佈範圍，介於攝氏零下65度到零下120度之間。 用在繪製上面這張溫度分佈圖的TES數據，是「量測號」過去500次量測軌道飛行，在 飛越這顆紅色行星的黑夜那面時所量到的。 圖上最高的 溫度是用白色來代表，接下來是紅色、綠色到最低溫度的藍色。這張圖中，火星的北半球是夏天，而南半球正好在火星寒冬的控制之下。在火星赤道附近，夜間溫度的變化，主要是受表面物質的影響。 寒冷藍色區域的表面，覆蓋著微細的粉塵，而較溫暖的區域，則蓋著粗砂和石塊。


裝在試管中的液氧

-110℃ 酒精溫度計

酒精在-117℃才會凝結。因而酒精製成的溫度計在地球上溫度最低的南極也能用。當然溫度低於-117℃時，酒精溫度計也派不上用場，比如在文生峰上。

在-118℃時，氧氣會被液化，變成美麗的淡藍色液體。

-100℃ 最冷的壓縮機

一個國外的電腦玩家使用了超過4個壓縮機，自製了一套可以降溫到-100℃的壓縮機系統，來給CPU處理器降溫。

-90℃ 科學家記錄到的地球最低溫

位於南極高原上的俄羅斯東方科學研究基地有-91℃之最低溫記錄，這是迄今為止科學家在地球上測得的最低溫，但還不是地球上的最低溫。


SARS病毒

-80℃ SARS病毒能經受的最低溫

SARS病毒的一個顯著特點是怕熱不怕冷，即使是在-80℃它還能至少生存四天，甚至多達21天，而在56℃下SARS病毒的生存時間不超過90分鐘。


北極地區的地形圖。

-70℃ 北極最低氣溫

北極地區年平均氣溫左-15℃~-20℃之間，比南極地區年平均高25℃，在冬季時（1月）極夜期為180天，最低氣溫在-70℃。低溫可預防某些疾病，生活在北極的愛斯基摩人是先靠吃海豹肉和海豹油為主，當地人很少有心臟病、心血管、高血壓、關節炎等病。


哈伯太空望遠鏡所見的火星

-60℃ 火星的溫度

在遠離地球的火星上，平均溫度是-60℃度。


雪蓮

-50℃ 中國最冷氣溫

在中國有過低於-50℃的地區記錄不多，中國內蒙古自治區大興安領的矣渡河在1922年1月16日曾觀測到-50.1℃的溫度，是新中國成立前氣溫記錄中的最低。

新中國成立後，新疆北部的一個氣象站在1960年1月20日以-50.5℃的低溫首次打破記錄，接1月21日又以-50.7℃再創全國新記錄。中國最北的氣象站——黑龍江省莫河氣象站1969年12月27日測得了-50.9℃，而在1969年2月13日莫河終於誕生了中國現有氣象資料中的極端最低氣溫記錄：-52.3℃。

世界上最不怕冷的花，是出產於中國的雪蓮，即使-50℃，也鮮花盛開。


莫河

-40℃ 中國莫河最冷的一天

大家都知道中國最北的地方是莫河，莫河在中國有氣象記錄以來最冷的日子是1960年1月21日，日平均氣溫為-43.8℃。


粉色牡丹

-30℃國色天香的牡丹花

牡丹原產於中國，喜溫涼高燥，忌炎熱低濕環境。較耐寒可耐-30℃的低溫。


本田開發出燃料電池組，-20℃低溫下起動的燃料電池組“Honda FC STACK”

-20℃ 低溫燃料電池組

世界上啟動溫度最低的燃料電池組最近日本開發成功，它可以在-20℃低溫下啟動，與常溫燃料電池組相比，它的體積大幅度減少，功率更大。配備該電池組的汽車得到日本國土交通大臣批准後，已經開始公路行駛。

冷凍庫中的溫度一般在-20℃度。


氙（舊譯作氠、氥）是一種化學元素，它的元素符號是Xe，它的原子序數是54，是一種無色無味的稀有氣體，放電時呈藍色。

-10℃ 氙氣液化

在-16.7℃時，氙氣被液化。氙氣在大氣中含量極少，它的化學性質也很不活躍，屬惰性氣體，它具有極高的發光強度，一般用來填充光電管、閃光燈等。


冰晶（英語：ice crystal）是冰的宏觀晶體形式。自然界中冰晶常以具有高度對稱性的雪花的形式出現。

0℃ 水的冰點

地球表面70%是被水覆蓋的，約14億立方米的水量，其中有96.5%是海水，剩下的雖是淡水，但其中一半以上是冰，所以說地球是水的星球，正是這樣才能孕育出生命，所以水是生命之源。

既然水能結成冰，水也能變成氣體擴散在空氣中，當水在0℃時結成冰，水就會失去流動性，不再是液體。所以有0℃是‘水的冰點’之稱。

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ric838

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筆求人

值得參考 雖則去到太空點到凍死

Zapan

tigerb 發表於 2013-1-6 03:30
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Thanks for the detailed explaination! I failed all Science classes in school

爬山狗

很難想像在-273 度時人會頂得幾耐.

dogx

So cool! Cool topic

荃灣Lily

不太明白
零度結冰已受不了