概述

“宇宙冰盒”的形成

关于“绝对零度”

概述

距地球5000光年的布莫让星云(Boomerang Nebula)，是在1979年由瑞典和美国天文学家利用架设在智利的巨大望远镜发现的，它在1980年取名为“布莫让”，是因为它看上去像加长的变成弯形的“飞去来器”（布莫让是英文飞去来器的音译）。

“宇宙冰盒”的形成

自宇宙大爆炸以后的100多亿年时间里，太空已经成为高寒环境。太空的平均温度为零下270.3℃，布莫让星云的温度为零下272℃，是目前所知自然界中最寒冷的地方，成为“宇宙冰盒子”。事实上，布莫让星云的温度仅比绝对零度高1度多(零下273.15℃)。绝对零度是自然界中温度的下限，根据经典物理学，一旦达到这一临界状态，原子将停止运动。热力学第三定律指出，绝对零度是不可能达到的。而且，越接近绝对零度，降温的难度也越大。那么，布莫让为何如此寒冷？我们知道，当一个密封罐子中的液体被迫喷出时，罐子中的温度就会急剧降低。布莫让星云是一气体和尘埃组成的云团，云团是从一颗正在死亡的恒星中以大于150千米/秒的速度喷溅出来的，这正是导致布莫让星云急剧变冷的原因。专家推测，该星云变冷的原因和家用冰箱工作原理相似，即由于气体快速膨胀的结果。布莫让星云急速膨胀需要能量，而周围没有任何热源，只能消耗内能，所以内部温度不断下降，最终达到接近绝对零度的状态。

关于“绝对零度”

布莫让星云的超低温度是在自然条件下形成的。然而，实验室中人们可以做得更好，能进一步地接近于绝对零度，从上个世纪开始，人们就已经制成了能达到3K的制冷系统，并且在10多年前，在实验室里达到的最低温度已是绝对零度之上1/4度了，后来在1995年，科罗拉多大学和美国国家标准研究所的两位物理学家爱里克·科内尔和卡尔威曼成功地使一些铷原子达到了令人难以置信的温度，即达到了绝对零度之上的十亿分之二十度（2×10^-8 K）。他们利用激光束和“磁陷阱”系统使原子的运动变慢，我们由此可以看到，热度实际上就是物质的原子运动。非常低的温度是不可以达到的，而且还要以寻求“阻止”每一单个原子运动，就像打台球一样，要使一个球停住就要用另一个球去打它。弄明白这个道理，只要想一想下面这个事实就够了。在常温下，气体的原子以每小时1600公里的速度运动着，而在3K的温度下则是以每小时1米的速度运动着，而在20nK（2×10^-8 K）的情况下，原子运动的速度就慢得难以测量了。在20nK下还可以发现物质呈现的新状态，这在70年前就被爱因斯坦和印度物理学家玻色（1894～1974）预见了。