宇宙最冷之地：比绝对零度高一度物质几乎静止

宇宙中最冷的地方在哪里？一些人认为这一头衔可能会授予以下两者之一：回力棒星云或者麻省理工学院实验室。

不管怎样，你最好穿上自己的外套，因为这些地方真的非常寒冷。回力棒星云(Boomerang Nebula)是尘埃和电离气体的星际混合体，它的温度可降至令人吃惊的零下272摄氏度，或者仅比绝对零度（零下273.15℃，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）高1摄氏度，这是2013年天文学家使用阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)测量出来的。

回力棒星云距离地球5000光年，这个年轻的星云源自一个病态“创造者”：该星云中心是一颗垂死恒星。随着时间的推移，质量较低的恒星——大约是太阳质量的8倍或者更小，最终变成了所谓的红巨星。

这类恒星的生命周期是这样的：当恒星在其内核燃烧氢，并将其聚变成为氦，它的光度实际上会增加。这是因为该恒星无法产生足够的热量支持其重量，因此残留的氢开始在恒星内核外层被压缩，这种压缩会产生更多的能量，但是其结果是恒星外层的气体膨胀时，恒星就会发生膨胀。所以，即使恒星更加明亮，它的气体会冷却，恒星看起来更红。红巨星会变得更大：当太阳演变成红巨星时，它的表面将延伸到地球当前的轨道位置。

最终，红巨星完全通过氢进行燃烧，更多的超大质量红巨星将开始氦聚变形成更重的元素，但是这个过程是非常局限的，出现在恒星中心层坍塌的时候。这时，恒星变成为了白矮星，白矮星基本上是燃烧殆尽恒星的超密内核结构。当坍塌发生时，恒星的外层被抛离，因为这颗红巨星体积非常庞大，以至于它对恒星最外层控制力非常薄弱。来自白矮星的光线照亮了气体，从地球角度观测是一个华丽壮观的行星状星云。(行星状星云这个词使用得并不恰当，其使用历史可追溯至18世纪第一次观测到它，之后就一直被延续使用。)

这种气体膨胀非常快速，向外移动的速度大约是58.5万公里/小时，这就是回力棒星云之所以如此寒冷的原因，它甚至比大爆炸留下的宇宙背景辐射还要冷(大约是零下270摄氏度)。

伴随着气体膨胀，回力棒星云将变得更加寒冷。这是因为膨胀会导致压强下降，而压强下降会减缓气体分子速度。温度基本上是分子运动速度快慢的一种测量值，分子运动速度越快，气体温度就越高。

当你使用气罐清洁电脑时，你可以观察到相同的现象：当你喷射气罐的时候，气罐会变得更冷，因为里面气体的压力正在迅速减少。使气体膨胀的一些能量来自于气溶罐中的热能。由于回力棒星云中的气体被中心恒星以非常高的速度抛射，许多热能在一眨眼的功夫就会消失。

美国宇航局喷气推进实验室研究员拉赫温德拉·萨海(Raghvendra Sahai)认为，回力棒星云比其它膨胀星云温度更低，是因为它释放质量的速度比那些垂死恒星快大约100倍，相当于太阳喷射物质速度的1000亿倍。

但是地球上最寒冷的地方在哪呢？美国麻省理工学院的学生们将乐意解答这个问题，目前为止该校实验室创建了地球上最低温度条件。2015年，一支物理学家小组把原子冷却到历史以来最冷温度，零下273.15摄氏度。这甚至比回力棒星云的温度更低，当时科学家使用激光冷却了单个钠和钾原子。

目前，许多科学家团队都在致力于创建温度更低的气体。喷气推进室冷原子实验室于2018年发射至国际空间站，现已制造出太空中最冷物体，并且很快就能制造出宇宙最冷物体。