作者：黄姤

“帕克”太阳探测器在2021年4月穿过了太阳的日冕层，探测到这里的温度高达93万 ，表面温度大约有6000 。太阳东升的时候我们可以感受到温度是在上升的，当太阳西落的时候我们可以感受到温度是在下降的，这就说明了地球是能够接收到太阳的热量辐射，在天气最炎热的时候，地球的表面温度可以达到55 。

绝对零度是零下273.15 ，既然太阳可以将热量传递给地球，那么太阳与地球之间的星际空间温度为什么只有零下270 呢？

图源：网络 图解：太阳结构示意图

热量和温度

宇宙空间中有着了各式各样的恒星，它们就好比炽热的火球，恒星不断向外散发热量，甚至其他天体都能够接收到热量，比如行星、卫星、小行星和彗星，不过恒星的热量却不能将天体之间的星际空间加热。

图源：pixabay 图解：太阳

举例说明：

太阳系中表面温度最高的行星是水星，由于它太过于靠近太阳了，导致面对太阳的半颗球体温度达到的428 ，而背对着太阳的半颗球体温度在零下190 。

图源：pixabay 图解：黑色小点为水星

既然最接近太阳的水星也有温度偏差，那么究竟是什么问题造成的呢？

答：这是由热量的传递和温度的表达决定的。热量传递的方式有三种方式：

• 第一种：热传导，这种传递方式是通过直接与热源接触从而获得热量，例如铁锅炒菜。
• 第二种：热对流，这种传递方式主要发生在流体上，例如煮开水。
• 第三种：热辐射，这种传递方式不需要借助介质，就可以直接获得热量，例如太阳光照射。

图源：网络 图解：热量传递的方式

物体的温度是运用了什么样的物理机制？

答：物体内部粒子的热运动决定物体的温度，也就是说粒子运动得越激烈温度就越高。

宇宙中的一切物体都是由微小的粒子共合组成的，只不过每种粒子的运动速程度不相同，假如有两个体积和重量都一样的物体，获得的热量也一样，那么热运动激烈的那个物体的温度就会高一些。

• 地球上同一个位置的不同物质，它们的温度也是不一样的，例如赤道上空与赤道地表的温度就有偏差。
• 地表上的土壤、岩石和沙子接收到太阳光的热量之后，粒子内部运动后产生的温度，就是地表温度。
• 赤道上空的温度则是气温，大气中的气体分子在太阳的热辐射中运动，气体分子的温度就是气温。

图源：网络 图解：地球接受太阳光的照射，所以会有温度

物体内部的粒子只要有运动，那么物体就会拥有温度，星际空间是一个真空的空间，虽然恒星发出的热量能够在真空的空间中传递，却不能将热量的温度表达出来，这就是恒星发出的热量无法加热星际空间的原因。

图源：pixabay

炙热的太阳和寒冷的太空

恒星之所以会有如何高的温度，完全是因为它是一个核聚变的发光天体，恒星是由万万亿吨的氢原子聚在一起组成的，而氢原子在聚变反应中释放出大量的能量，能量之中热量占据了主导地位。

太阳的热量通过热辐射的传递方式将热量传递到其他天体上，这种传递方式不需要有介质，星际空间是一个真空的环境，没有接收热量的粒子，也没有粒子运动，因此星际空间与其他天体相比温度就显得格外低。

图源：pixabay

• 既然星际空间没有粒子运动，温度应该是零下273.15 的绝对零度，但是太阳与地球之间的星际空间温度实际上是零下270 ，那么星际空间的3.15 是如何产生的？

太阳与地球之间的星际空间是一个“真空”的空间，不过这个真空是打着双引号的，这里的真空并不是说一点物质也没有，这个真空是相对于地球的标准大气压而言的。

此外，绝对零度只是一个物理概念，零下273.15 是一个理论值，目前在宇宙空间中并没有直接探测到绝对零度。

星际空间中散落着少量的尘埃颗粒，尘埃同样也会获得恒星的热量，但是星际空间中的尘埃密度非常小，所以它们产生的温度也只有3.15 。

图源：pixabay

恒星的热辐射是沿着直线传递，一旦在传递的过程中被物体遮挡住了，那么恒星的热辐射就不会再前进了，没有 了恒星的热辐射物体接收不到热量，因此物体就失去了温度。

举例说明：

当水星正对着太阳时它的一面就直接接收了太阳的热量，水星的表面温度会高达428 ，而另外一面接收不到太阳的热量，处于冰冷的星际空间中，这一面的表面温度是零下190 。

图源：网络 图解：水星与太阳

最接近绝对零度的存在

曾经有人提出冥王星极有可能存在绝对零度，理由是因为冥王星离太阳非常远，接收不到太阳的热量。

事实上，冥王星的温度还远远达不到绝对零度即便冥王星离太阳很远，不过它仍然是属于太阳系的能量体系天体，也就是说冥王星同样会接收到太阳的热量，一旦接收到了来自太阳的热量冥王星内部的粒子就会开始运动，只是粒子运动得并不是很激烈，但是冥王星还是会有温度的，虽然它的温度只有零下229 ，这个温度是比绝对零度要高出44.15 。

图源：网络 图解：冥王星

温度的高低并不是取决于物体与热源的远近程度，而是由物体内部是否有粒子在运动取决的，目前最接近绝对零度的温度是真空的星际空间，温度在零下270 。

图源：网络 图解：地球接收太阳光

在星际空间中看似“真空”的空间并非真的是空无一物，有一些物质我们人类是根本看不见的，只要有物质的存在，就一定会有热能，无论温度再低都不可能会低于绝对零度的。

图源：pixabay

假如宇宙的某处空间真的空无一物，连一颗微小的尘埃颗粒都没有，在这种情况下会存在绝对零度吗？

答：答案是否定的，因为宇宙间还存在一种暗物质。

暗物质是一种无法看见也无法探测到的物质，不过这种物质在宇宙中是确确实实存在的，暗物质与构成天体的物质有着不一样的性质，暗物质是一种丰度占比很高的物质，这种物质以及它的温度组成了宇宙的主要部分，甚至占据了宇宙丰度的85%到90%。

暗物质直接参与了宇宙中的相互作用，因此它的质量才会如此之高，它有可能它是一种全新的未知粒子，也有可能是造成比绝对零度高的3 的原因。

假如在不久的将来观测或者探测到暗物质，就能够证明绝对零度只是一个理论，绝对零度或者是不存在的。

科学曾经想人为制造出绝对零度，最终还是以失败告终，虽然创造出了零下273.14998的超低温度，这是到目前为止最接近绝对零度的温度，绝对零度和光速一样跟科学家在开玩笑，无论科学家怎么样努力都无法做到超越或者平等绝对零度和光速的数值，只能做到接近的数值。

图源：pixabay 图解：暗物质假想图

黄媂结语：粒子热运动的结果

原本在科学家眼中简单的热传递和温度，在宇宙的层面上一下子就变得复杂了，我们本身也是宇宙的一份子，虽然我们在宇宙中根本不起眼，但是我们都是由各种粒子组成，因此人体的体温保持在36 左右，这就是我们人体自身粒子热运动的结果。

从宇宙诞生时的大爆炸产生的100亿 到接近绝对零度的零下270 ，可以看出温度跨度可以相差很大，也让星际空间成为了一个冰与火

分化极大的危险空间，一边是粒子“静止”活动零下270 的冰冷，而另一边是粒子运动非常激烈达到数万摄氏度的热量。

图源：pixabay

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