宇宙最熱、最冷的地方在哪里？最亮、最暗的東西是什么？最快、最圓的東西是什么？本文將一一作答。

最熱：讓你瞬間化為粒子

要尋找宇宙最熱的地方，可以從太陽系的熾熱中心——太陽開始，太陽表面溫度5800K，雖然不低，但在宇宙范圍內(nèi)可算不上熱。那些藍(lán)超巨星巨大的質(zhì)量擠壓著自身的核心，核反應(yīng)十分劇烈，它們表面的溫度可以達到5萬K。

不過這跟白矮星相比就遜色多了。白矮星是小質(zhì)量恒星燃盡后留下的灼熱致密天體。其中目前天文學(xué)家觀測到的最熱的一顆白矮星，距離地球40多光年，其表面溫度達到了20萬K，它明亮的大氣照亮了旁邊一塊巨大的星云。

恒星內(nèi)部溫度遠(yuǎn)高于表面，最大的超巨星核心溫度超過10億K。對于一顆穩(wěn)定的恒星，核心溫度的理論上限是60億K。在這個溫度下恒星內(nèi)部物質(zhì)發(fā)射出的光子能量已經(jīng)高到可以在互相碰撞時轉(zhuǎn)化成正負(fù)電子對，這樣的反應(yīng)會讓恒星失去穩(wěn)定，最終讓在一場巨大的爆炸中毀滅。

而在超新星爆發(fā)的時候，恒星的溫度可以在短時間內(nèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過60億K。1987年，天文學(xué)家觀測到了一顆銀河系的衛(wèi)星星系大麥哲倫云中的超新星。根據(jù)地球上探測到的中微子，可以推斷它爆發(fā)時內(nèi)部溫度大概有2千億K。

不過，這跟伽瑪射線暴比起來就不算什么了。伽瑪射線暴標(biāo)志著一個黑洞的誕生，不是巨星的核心坍縮，就是兩顆致密的中子星（當(dāng)一顆恒星的質(zhì)量大于十個太陽的質(zhì)量時，它在演化的晚期就有可能變?yōu)橐活w密度巨大的中子星）碰撞。在這些過程中引力勢能轉(zhuǎn)化為了高度集中的伽瑪射線束和其他輻射。雖然具體細(xì)節(jié)還不清楚，但可以估算發(fā)射出射線的火球能達到10000億K。

最冷：連光子都被凍結(jié)

空間本身談不上冷還是熱，但在宇宙中的確有很多地方很冷。在太陽系中，已知最冷的地點距離我們很近，就是月球南極區(qū)域環(huán)形山的底部，因為這里永遠(yuǎn)背對著太陽，沒有一絲光線的照射，因此極為寒冷。美國航天局的探測器測量到的溫度是33K（零下240°C），這要比冥王星的溫度還低。當(dāng)然這個記錄還可能被太陽系中其他衛(wèi)星或矮行星刷新，只要它們身上也有隕石坑。

在太陽系外肯定還有更冷的巖石小天體，尤其是那些飄蕩在星系際的空曠區(qū)域中的。它們只能得到大爆炸留下的微弱微波的照耀，溫度只有2.7K。

既然整個宇宙都沐浴在微波背景輻射中，它的2.7K是否就是宇宙的最低溫度了呢？并非如此，5000光年外的旋鏢星云溫度僅有1K，這是因為它在快速膨脹，使得溫度降得更低。

最快：真有超過光速的事物

太陽系內(nèi)運動速度最快的行星是水星，它的公轉(zhuǎn)速度是48km/s，地球的速度只有30km/s。人類發(fā)射的太陽探測器，飛行速度又比水星公轉(zhuǎn)速度略快，太陽神2號的速度達到了70km/s，而彗星接近太陽的時候速度更快，可以達到600km/s。

銀河系邊緣有些跑得特別快的奇特恒星，速度達到850km/s，理論分析它們可能是被銀河中心的超大質(zhì)量黑洞在高速旋轉(zhuǎn)中拋出來的。超大質(zhì)量黑洞本身的強大磁場會制造出來極快的物質(zhì)噴流，速度甚至可以達到光速的99%。

自轉(zhuǎn)最快的天體大概要數(shù)中子星，這些高度致密的天體每秒能轉(zhuǎn)上千圈，表面速度達到了光速的20%。中子星的磁場也被拖著高速轉(zhuǎn)動，速度甚至超越了光速。不過這和光速不可超越理論并不矛盾，因為這個理論指的是那些攜帶能量和信息的事物不可能超越光速，而磁場既沒有攜帶能量也沒有攜帶信息。

最明亮的世界

日常生活用的發(fā)光強度單位在宇宙范圍內(nèi)就太小了，所以天文學(xué)上用太陽的光度作為單位。

太陽光度在恒星里只能算是中等偏上，肉眼可見的恒星中發(fā)光最強的是獵戶座的參宿二，相當(dāng)于40萬個太陽。而距離遙遠(yuǎn)、人眼看不到的船底座η 發(fā)出的光是太陽的500萬倍。

2010年7月，天文學(xué)家在大麥哲倫云中發(fā)現(xiàn)的一顆恒星打破了船底座的記錄，這是一顆超巨星，距離地球大約18萬光年，大小相當(dāng)于900萬個太陽，比太陽亮1000萬倍，如果把它放進太陽系，它相對太陽的亮度就相當(dāng)于太陽對月球的亮度差別。

據(jù)推測，這顆超巨星的質(zhì)量是太陽的250倍，這么大的質(zhì)量讓傳統(tǒng)的恒星形成理論受到了挑戰(zhàn)。按照傳統(tǒng)的理論，恒星是由宇宙空間中分子云聚集坍縮而成的，當(dāng)分子云聚集到一定程度時，恒星就再也長不大了。因為這時恒星溫度越來越高，輻射越來越強，并產(chǎn)生向外的光壓，將環(huán)繞在恒星周圍的氣體云驅(qū)離出去，恒星就此停止生長。所以，恒星的質(zhì)量總是有一定限度的，科學(xué)家們普遍認(rèn)為，150倍太陽質(zhì)量是恒星質(zhì)量上限，質(zhì)量如此巨大的恒星可謂超出了傳統(tǒng)恒星質(zhì)量的計算范圍。

星體質(zhì)量越大，能發(fā)出越多的光，而過度的輻射壓力，也將使星體不穩(wěn)定。質(zhì)量如此巨大的恒星，會迅速向外輻射巨大的能量，它20秒內(nèi)釋放出的能量相當(dāng)于太陽一年釋放能量的總和，因此這顆超巨星發(fā)出的光芒格外耀眼。伴隨著能量的釋放，它的質(zhì)量會迅速損失，最終會形成質(zhì)量較小的穩(wěn)態(tài)恒星。

不過，也有科學(xué)家猜測，這么巨大的質(zhì)量，可能意味著它是一對距離非常近的雙子星。

某些大質(zhì)量恒星會發(fā)出更強烈的光，但只能持續(xù)數(shù)周，而代價則是自己的生命，這就是超新星爆發(fā)，其中的紀(jì)錄保持者是距離我們47億光年外的一顆超新星，它爆發(fā)的峰值光度相當(dāng)于1000億個太陽。

不過，超新星即使拼盡生命閃出耀眼的光芒，比起伽瑪射線暴還是小巫見大巫了。伽瑪射線暴使得太陽光度這個單位也顯得無力了：它的光度可以達到太陽的10¹⁸倍。只是這樣的爆發(fā)過于短暫了，只能維持短暫的幾秒。

宇宙中最亮的穩(wěn)定光源是類星體。類星體是一種奇特的天體，從照片看來如恒星但肯定不是恒星，光譜似行星狀星云但又不是星云，發(fā)出的射電(即無線電波)如星系又不是星系，因此稱它為“類星體”。

類星體是一種高光度和和強射電的天體，它比星系小很多，但是釋放的能量卻是星系的千倍以上，類星體的超常亮度使其光能在100億光年以外的距離處被觀測到。它為什么如此明亮又如此穩(wěn)定呢？原來它的中心是源源不斷大量吞噬氣體的超大質(zhì)量黑洞，物質(zhì)在螺旋落入黑洞的過程中被加熱到極高的溫度，使得類星體發(fā)出相當(dāng)于30萬億個太陽的光。

最圓：尋找最完美的球形天體

中世紀(jì)的時候人們以為宇宙是鑲嵌著日月星辰的完美同心球殼，現(xiàn)在，我們知道宇宙要比這凌亂得多，那么是否還能找到完美的球形呢？

行星們被自身的引力塑造成了相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的球形，我們地球的最高點珠穆朗瑪峰和最低點馬里亞納海溝，偏離海平面也不到地球半徑的0.2%。如果不是自轉(zhuǎn)讓赤道略微凸起的話，地球就是個相當(dāng)完美的球體了。

不過跟中子星比起來，地球就顯得極其崎嶇不平了。中子星極高的密度導(dǎo)致它們的表面引力相當(dāng)于地球的2000億倍，這樣強大的力量幾乎抹平了中子星上所有的坑包。中子星上的“珠穆朗瑪峰”只有不到5毫米高，而它們的直徑一般有10到15千米，這山峰的高度不到半徑的一百萬分之一。

在宇宙中，最接近完美球形的是黑洞的視界，但這并不是個實實在在的球面，它只是黑洞勢力范圍的標(biāo)志，任何物質(zhì)哪怕是光，一旦踏入這個標(biāo)志內(nèi)的區(qū)域，都再也無法逃脫。

最暗：暗淡星系中的暗物質(zhì)

在我們的印象中，星系宇宙中閃爍的珠寶，鑲嵌著億萬明亮的恒星和星云。然而，某些星系卻是黯淡無光的。2006年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個距離我們75000光年的矮星系。在星系的世界中這個距離是非常近的，而之所以這個銀河系的鄰居一直默默不聞，就是因為它實在太暗了，發(fā)出的光僅有太陽的300倍。

而這是非常奇怪的，它的恒星旋轉(zhuǎn)速度非常快，這意味著星系的引力相當(dāng)強，質(zhì)量至少相當(dāng)于1百萬個太陽。可是，既然它的光度相當(dāng)于300個太陽，其中恒星的質(zhì)量加起來也就數(shù)百個太陽，而氣體、塵埃等星際介質(zhì)的質(zhì)量就更小了。把這些所有普通物質(zhì)的質(zhì)量加起來，量級也不過是數(shù)百個太陽質(zhì)量，比整個星系的質(zhì)量小太多。這說明這個星系大部分是由奇異的暗物質(zhì)組成的，這類物質(zhì)不同于我們?nèi)粘Ｋ姷挠少|(zhì)子、中子等組成的普通物質(zhì)，而是一些不參與電磁力作用的特殊粒子組成的。它們不能發(fā)光，所以得名為暗物質(zhì)。

按照星系結(jié)構(gòu)形成理論，當(dāng)銀河系形成的時候，周圍應(yīng)該遺留著許多小團暗物質(zhì)。所以，很可能在銀河周圍還存在著很多這樣以暗物質(zhì)為主的矮星系，由于發(fā)光太弱所以一直沒有被發(fā)現(xiàn)。

宇宙中還可能存在靠暗物質(zhì)衰變釋放能量來維持生命的暗恒星，它們出現(xiàn)在宇宙早期，可能直到現(xiàn)在依然存在，它們是最暗的恒星。天文學(xué)家想要找到它們，恐怕要費不少心力吧。

最致密：連粒子都要被壓碎的黑洞

地球表面常溫常壓下密度最大的物質(zhì)是金屬鋨，每立方厘米22克。而從微觀尺度看，鋨也是非常疏松的，因為組成它的原子內(nèi)部其實是非常空曠的，電子云把致密的原子核遠(yuǎn)遠(yuǎn)地分隔開。

在大質(zhì)量恒星坍縮了的核心——中子星里面情況就截然不同了。在高壓下，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)變成了某種超級致密的奇異形態(tài)，幾乎完全由中子組成，這些中子和少量質(zhì)子臉貼臉的擠在一起。在中子星中心，這些“中子星物質(zhì)”的密度達到了每立方米10¹⁸ 千克。

中子星物質(zhì)應(yīng)該就是宇宙中密度最高的物質(zhì)形式了。不過，由它們組成的中子星可不是密度最高的天體，把中子星進一步壓縮，它還可以變成黑洞。黑洞是質(zhì)量越小密度越大，已知最小的黑洞質(zhì)量只有太陽的3.8倍，密度和中子星一樣也達到了10¹⁸千克/立方米。宇宙中肯定還有更小的黑洞，它們的密度必然超越中子星。

黑洞視界之內(nèi)是更加奇異的世界，按照相對論，黑洞所有的質(zhì)量都集中在密度無限大的一個幾何點上。不過在這里相對論本身已經(jīng)不適用了，根據(jù)更新的量子引力理論可以得到一個密度上限，即普朗克密度——5 × 10⁹⁶ 千克/立方米，宇宙中應(yīng)該不會有比這更致密的東西了。

最大的星星有多大？

最大的行星：太陽系中，木星個頭最大，其的質(zhì)量是地球的318倍，比其它七大行星（冥王星已經(jīng)被天文學(xué)家開除出行星行列）的質(zhì)量總和還要多2.5倍以上，而體積則是地球的1321倍。像所有大個頭的行星一樣，它是由氫和氦組成的氣態(tài)巨行星。

但如果我們把范圍擴展到太陽系之外，木星就不是最大的行星了，目前發(fā)現(xiàn)的最大的氣態(tài)巨行星是距離地球1500光年的一顆，它的直徑是木星的1.8倍。奇怪的是，它的質(zhì)量只有木星的88%，這使得它的密度只有0.2g/立方厘米，比軟木塞還要輕。

最大的恒星：這里說的是體積最大的恒星，而不是質(zhì)量最大的恒星。距離地球5000光年的大犬座VY，據(jù)估計它的直徑有30億千米，能裝下80億個太陽，裝幾個紅超巨星也不在話下。不過這個數(shù)據(jù)是有爭議的，也有人認(rèn)為它不過是一個直徑10億千米的普通紅超巨星。

這些體積巨大的恒星，都是恒星在進入晚年時膨脹起來的紅巨星。我們的太陽也會在50億年后變成紅巨星，屆時它膨脹的體積將會吞噬掉地球。

最大的星系：根據(jù)星系形成的標(biāo)準(zhǔn)模型，最大的星系是那些由許多小星系合并而成的巨型橢圓星系。已知其中最大的一個星系是透鏡形狀的，這個星系的直徑大概有600萬光年，體積相當(dāng)于銀河系的數(shù)千倍。它的質(zhì)量相當(dāng)于 100多萬億顆太陽的總和，是銀河系的2000多倍。

這個星系距離我們10億光年遠(yuǎn)。

最大的洞：這說的不是黑洞，而是宇宙中廣闊的黑暗區(qū)域。大尺度觀測發(fā)現(xiàn)，星系都分布在延伸幾億光年的巨大墻狀結(jié)構(gòu)上，以及墻與墻的交界處，在這些墻之間則是巨大的空洞。已知最大的空洞范圍超過了10億光年，有人猜測這是我們的宇宙和另一個宇宙碰撞留下的痕跡。