宇宙有最低溫度嗎？

10-13

美國國家航空航天局（NASA）的物理學家正在嘗試打破最低溫度紀錄。他們將為此潛入物質的核心……

宇宙最冷最冷的溫度：-273.149999999999℃，僅比絕對零度高0.000000000001℃。
NASA的物理學家團隊正在國際空間站挑戰這一極寒溫度。
在去年5月份，他們的冷原子實驗室（CAL）被送上國際空間站，並在那裡至少逗留三年。CAL將把一團原子云的溫度降至前所未有的低點，比宇宙真空的溫度（絕對零度以上幾度）還要低。很快，全宇宙的「寒極」就將在國際空間站里誕生。

CAL
液氮已經誕生一個多世紀，冷原子云也已誕生30多年，而我們即將再一次突破寒冷的極限。藉此契機，物理學的部分疆域也將大白於世。「觀察幾乎固定不動的極寒原子正是原子物理學的聖杯！」這項實驗的科學負責人羅勃·湯普遜（Rob Thompson）激動地介紹道，「我們即將在太空中實現這一點，在前所未有的低溫環境中——那是量子效應的天下。」
之所以要在太空中進行實驗，是因為在地球上，重力會影響我們控制冷原子：原子會被拽向地面，迅速越出實驗邊界，導致我們能連續觀察超低溫環境下原子云的時間不超過2秒。「但在太空中，我們可以觀察更長時間，可達5到10秒。」CAL計劃副主任卡梅爾·烏德西里（Kamal Oudrhiri）透露。

小型化困難

只是多了幾秒，但結果完全不同：在這一狹小的時間窗口中，物理學家可再一次向那些原子施加磁場，把它們的溫度降到創紀錄的數皮開。
然而要在太空中進行一項原子物理實驗談何容易。最大的困難在於小型化。「我們必須在一個大盒子里完成整個實驗……可在地球上，那些儀器要佔據整整一間屋子！」卡梅爾·烏德西里指出。真空艙與真空泵、冷卻系統、克服軌道上時強時弱的地磁場影響的裝甲……

美國航空航天局CAL任務起止時間是2012年至2020年
CAL的物理學家花了三年，終於將所有組件塞進多個模塊，用一艘SpaceX增壓貨運飛船運至國際空間站，完成搭建。

CAL儀器

為減輕宇航員的負擔，研究團隊選擇藉助乙太網在地面上控制實驗。另外，鑒於實驗對振動極其敏感，只要有一位宇航員在空間站活動，實驗就無法進行，因此他們必須等到宇航員全部入睡後才能著手製造宇宙寒極。

量子效應

現在，一切已經就緒，或基本就緒，物理學家終於可以開始探索極寒世界，觀察物質在其中的表現了。
在極低溫環境下，物質會呈現出一種奇特的狀態，那就是玻色-愛因斯坦凝聚——這個名字來自1924年對這種狀態進行理論描述的兩位著名物理學家。隨著溫度不斷降低，粒子的波長不斷增加，物質的波動性愈發突出，量子效應將在微觀尺度上顯現……

製冷步驟
當一些粒子（玻色子）的波長大於它們的間距時，就變得無法逐一區分：它們成為一體，形成玻色-愛因斯坦凝聚。「所有原子將處於同一量子態，處於束縛它們的磁場的最低能級，可用同一個波函數來描述，」法國巴黎高等師範學院卡斯特勒-布羅塞爾實驗室研究員法布里斯·傑爾比耶（Fabrice Gerbier）詳述道。在解除磁場束縛、原子云開始自由擴散的時候，就能測得最低溫。

激光向原子施加反向力，令它們減速，原子云將冷卻。
物理學家希望能在這5到10秒的時間裡探索物理學的一塊處女地。因為一旦粒子冷卻，接近凝固，描述時空在質量效應下扭曲的廣義相對論的效應就會顯現端倪……於是便可同時檢驗物理學的兩項核心但難以調和的理論：全宇宙通用的愛因斯坦理論和支配微觀世界的量子力學理論。
此舉意義重大，因為如果其中之一被實驗證偽，理論物理學就會陷入危機漩渦！CAL實驗將檢驗廣義相對論的基石等效原理是否牢固，正是該原理規定，在自由落體時，所有物體的下落速度相同，與它們的質量無關。

宇宙的奧秘

正如傳說中伽利略為了驗證這一原理從比薩斜塔上同時釋放物體，CAL的物理學家將在太空中讓銣原子和鉀原子同時下落。「如果測量足夠精確，我們或許就有可能發現兩種原子的下落時間不同……那麼等效原理就不成立！」該科學計劃的主任傑森·威廉（Jason Williams）假設道。
CAL的這次太空微凝聚實驗還將挑戰另一個大謎團，那就是被認為佔據宇宙總量四分之三、大量理論都在試圖解讀的暗能量。比如一些科學家猜測存在一個「變色龍場」，那是一個充斥全宇宙的能量池，同時是作用於物質的第五種基本力。

對此，CAL實驗將做出公平裁決，它將支撐或者否決這類理論。「這項實驗的精度很高，將會幫我們探明與變色龍場相關的所有微小加速度。」法國波爾多光子、數字、納米科技實驗室（LP2N）研究主任菲利普·布耶（Philippe Bouyer）解釋道。
作為附帶成果，CAL實驗還將「開啟通向新一代超高精度量子探測器的道路」，巴黎高等師範學院冷原子專家克里斯多夫·薩洛蒙（Christophe Salomon）展望道……甚至為巨型引力波探測器那樣的大型計劃奠基——引力波這種時空振動是揭示黑洞變遷、初生宇宙狀況的寶貴線索。
「未來實驗將會藉助這些高精度新工具探索宇宙的奧秘，我們的空間實驗室不過是個引子！」羅勃·湯普遜興奮地說道。
浩瀚宇宙最大謎團的答案，或許就蘊藏在這位於地球軌道上的一小團極寒原子云中……
撰文 Gautier Depambour
編譯蘇迪

新發現公眾號：sciencevie

-273.15攝氏度。就是物理學的「絕對零度」。宏觀物質的溫度，從微觀角度分析，是構成該物質的分子、原子內部微粒活動的體現。當這些微觀粒子處於理論上「最低溫度」時，原子和分子中的質子中子電子就不再震動和/或旋轉了——而這目前來說是無法實現的。因此，絕對零度，也就是最低溫度，只能無限接近。

2015.02.09下午
含淚再次修改，感謝知友eurek a，不過還是@不到
這是維基百科鏈接回力棒星雲，這是截圖
感謝知友eurek a提供答案，原答案就不刪了，心酸的求真歷程
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2015.02.09中午修改

經知友eurek a（不知是哪一位，沒有@到）在評論中提醒，修改答案
因為題注只說最低溫度，沒有其他補充說明，所以

首先假設題主所謂最低溫度即指絕對零度。根據問題絕對零度是因為實驗室無法實現，還是自然界原則上也無法達到？ - 物理學中排在第一位的@章魚喵同學的答案，最低溫度達不到。

如果題主所說最低溫度不是指絕對零度，那麼問題就變成宇宙中最低溫度是多少？

我們可以看看維基百科給出的答案宇宙微波背景輻射。
是不是特長沒耐心看，那我們直接拉倒最下面
紅框部分已經說的相當明確了：高度各項同性。所以答案就是宇宙背景輻射
下面是原答案
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反對上面的答案，宇宙有背景溫度3k

____2015.02.07_____
宇宙背景輻射又稱3K背景輻射

最低溫度-273.15度
這是一個理論值
學過大學物理的人都知道
這玩意兒無法實現
熱力學第三定律限制了它
或者你可以了解一下量子力學
化學裡也有一個理想氣體方程
這個值就是通過理想氣體方程推算出來的

微觀尺度上的東西正常經驗是難以理解的

分子運動產生溫度，絕對零度是分子完全靜止時候的溫度會所以理論上不可能等於或者低於絕對零度

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