第三名,急冻星云

我们都知道零下273.15度是绝对零度,可智利天文学家发现的回力棒星云温度却已经低至零下272度,仅仅比绝对零度高一度。
包括你的肉身在内,任何身处此区域内的物质都会因极寒而瞬间解体,最后的结局只能是被极限低温冻成散落的微尘,在粉碎到最小尺度后烟消云散。
根据科学家分析,回力棒星云的核心是一颗已经死亡的冷冻恒星,由于其死亡后无法抑制氢气膨胀,因此这种膨胀便会像打火机的气体爆炸一样,带走周围所有热量,并使环境温度降低到极限,即使是全世界最抗冻的生物水熊虫都不可能在这里存活。
然而这种极寒之地在宇宙中的可怕程度还仅仅是个毛毛雨而已,接下来就让你见识一下真正的星际地狱。
第二名,类星体1963年,天文学家发现了一种类似恒星的天体,取名类星体。
虽然只是类似,但它却比正常的星体不知道要恐怖多少倍。
类星体是宇宙中最耀眼明亮的天体,以数个超过太阳千万倍质量的黑洞作为核心,将周围所有恒星以及一切物质疯狂吸入,导致剧烈摩擦沸腾,从而发出超强光线,最终成为宇宙中最耀眼的存在。
同时它还能释放出无法计算的爆裂能量,使得类星体附近五光年区域范围内,任何物质都不可能以固态和球体的形式存在,在这个死亡地带,就算你侥幸不被撕裂吞噬,也会被熔炼成一条炙热又刺眼的发光带。
可谁又能料到,就是这样酷烈的类星体,却会在几十亿年逐渐吸收周围星体后,开始慢慢变温柔并稳定下来,形成诸多恒星,直至成为一个星系,甚至还会诞生出像地球这样的生命星球。
没错,类星体就是这样一个不可思议的双面存在,不过我们却无需担心它会伤害到我们,因为最近的类星体离人类也有百亿光年之远。
第一名,超新星
超新星是恒星死亡前的回光返照,是垂死恒星的星核与星壳彻底分离的最后瞬间,就像是想要为宇宙奉献最后的温暖一样,听上去很浪漫对吧?但当他出现在地球的一刹那,也就直接宣告了这是你活着的最后一刻。
在超新星爆发时,不仅会发生超级规模的大爆炸,而且这种大爆炸所散发出的电磁辐射会将星体亮度提高数亿倍以上。
当我们的天空出现超新星爆发时,你甚至可以看到两颗太阳。
但同时,这也意味着末日来临,地球上所有的生命都将被烤成焦炭。
更为可怕的是,在地球周围其实存在着大量年老的恒星,说不定下一秒我们就会看到毁灭地球的超新星爆发。
但神奇的是,生命的诞生也必须依靠超新星,它除了是末日制造者外,同样也是生命之源。
还有HD-189733B(蓝色气态星球)
这是一颗蓝色的气态星球,它的一个特点就是星球上的风速达到了7000公里每小时,作为对比在标准的气压环境下,声音的传播速度是1224公里每小时,也就是说这里的风速要比音速快7倍,但这还不是最糟糕的,气态行星拥有浓密的大气,所以经常会出现暴雨天气,由于云朵里还有大量的硅酸盐,所以在这个星球上天上掉下来的雨滴并不是水滴,而是一块一块的熔融玻璃,这些玻璃颗粒夹杂在比音速快7倍、比飓风快30倍的狂风里,足够杀死我们知道的任何动物了
CoRoT-7b(柯洛7b)
这是一颗距离地球大约390光年的行星,虽然它的直径只有地球的1.7倍,可是质量确有地球的5-11倍。
由于离绕行公转的恒星过于近(尽有250万公里),7b的一年也就是公转周期只有20个小时,而且在白天的时候表面温度高达2000摄氏度以上。
可是到了夜晚,表面温度又会骤降到零下200度,简直是一颗冰火两重天的星球。
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GJ1213bGJ1213b是为数不多的一颗有水的星球,距离地球大约40光年。

可是同样的是,这颗星球距离母恒星过于近,导致表面温度常年高达200摄氏度。
所以,即使这颗星球上都是水,也应该是不停沸腾和蒸发的水。
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开普勒-78b开普勒-78b距离地球400光年远,无论是体积和质量,都是一颗和地球非常相似的星球。
只不过这颗星球却是一个熔岩翻滚的大火球。
它公转一周只有8小时,说明离恒星太近了,尽有140万公里不到。
作为一颗岩石星球,距离母恒星如此近的结果,就是表面都会被恒星烤化。
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CoRoT-2b(柯洛2b)柯洛2b是一颗非常"可怜"的星球,因为它不仅离母恒星很近,还遭受到恒星猛烈的X射线的轰炸。
这种辐射强度相比于地球受到太阳的辐射强度,要高数十万倍。
导致的结果就是,柯洛2b每秒钟都有超过500多万吨的物质消失。
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巨蟹座55e这绝对是一颗可以让无数女性尖叫的星球,因为这是一颗主要成分由碳构成的星球。
在压力的作用下,星球上的碳元素不断被压缩,从而形成了一颗钻石星球。
科学家预测,这颗星球表面可能遍布石墨和钻石。
只不过,这颗星球不仅没有任何水分存在,甚至温度高达2400摄氏度,只能远观不能亵玩。
它说,一个系统的熵只会随时间增加,不会减少。
这也是唯一一条能指明"时间箭头"朝哪走的物理定律。
熵,说白了就是无序的程度:熵越低,结构越有序;熵越高,越散乱。
糖从浓处向淡处扩散、气体膨胀、咖啡放凉,背后都是熵在增加。
人们相信,宇宙的演化也遵循这条定律。
宇宙早年处于低熵状态,一路演化到高熵。
可就在这个过程中,宇宙造出了一些极其复杂的结构——星系就是代表。
星系的熵很低,却是在一个高熵的环境里形成的。
这看起来像是在违反第二定律。
这个存在已久的矛盾,正是物理学家金妮斯特拉·比安科尼想解决的难题。
引力、熵与量子信息的交织,是比安科尼理论的视觉主题(图片来源:Physics World) 在爱因斯坦的广义相对论里,有个叫"度规"的数学对象,描述时空是怎么弯曲的;物质沿着这条弯曲走,就表现成了引力。
而在量子力学里,"算符"是对量子态做变换的数学工具。
比安科尼的关键一步,就是把这个"度规"当成量子算符来用,用量子化的方式描述时空的几何。
这样一来,会冒出两个"度规":一个是"真实"的时空度规,一个是由物质和能量诱导出来的度规。
两者之间"差多少",用量子信息论里的一个量来度量,叫量子相对熵。
正是这两个几何之间的量子相对熵,决定了时空怎么演化——换句话说,它给出的运动方程,就是引力。
在低曲率极限下,这套方程能精确还原爱因斯坦的广义相对论。
可一旦超出这个极限,方程就得被一个叫"G场"的对象修正。
G场生出一个暗能量项,而且是动态的。
暗能量被认为是直接推动宇宙膨胀的东西;在标准广义相对论里,它由静态的宇宙学常数驱动。
现在冒出一个动态的暗能量项,就有了被实验检验的机会。
比安科尼又把这套理论用到了弗里德曼-罗伯逊-沃克(FRW)宇宙模型上。
这是广义相对论对宇宙行为的一级近似,假设宇宙各向同性、处处均匀、且在膨胀。
膨胀由宇宙的主导成分驱动——暗物质、普通物质,或辐射。
宇宙膨胀时,体积变大,总熵也跟着变大。
但正因为体积涨得更快,单位体积里的熵——也就是熵密度——反而随时间下降。
总熵在涨,局部熵密度却在降,这就给了星系、甚至生命这类低熵结构一个在膨胀宇宙里被造出来的机制。
那这算不算违反第二定律?比安科尼用非空的 FRW 宇宙算了一遍总熵:要把熵密度在整个时空区域上积分,而因为体积随时间变大,总熵成了时间的函数——膨胀的速度超过了熵密度衰减的速度。
所以对辐射主导和物质主导的宇宙,总熵依然随时间增加,第二定律照样成立,尽管局部熵密度在下降。
比安科尼强调,GfE 理论还很年轻,需要实验来验证。
但这项工作揭示了它内在的热力学本质,为经典引力与量子引力都打开了新路——把引力用"量子信息"和"熵"来表述,也许正是通向"量子化引力"这个百年难题的另一条路径。
引力,也许并不是什么神秘的基本力,而只是信息与熵的必然结果。
若真如此,宇宙为什么要演化、为什么能长出星系和生命,答案也许就藏在这条最普通的第二定律里。
来源:S. Jones, "Could quantum information theory explain universe evolution?" Physics World, 14 Sep 2026. 报道所引研究:G. Bianconi, Physical Review D.
每次模拟都追踪了13.4万亿个暗物质粒子在286亿光年宽度区域内的演化过程。
这一成果有助于科学家研究宇宙暴胀,并为分析大型巡天观测数据提供重要支撑。
左图为百亿亿次级模拟生成的全天空光锥图;右图外圈显示宇宙微波背景辐射,扇区分别展示视线速度(红/蓝)、物质密度(灰)和引力势(绿/蓝)。
图片来源: 美国阿贡国家实验室 宇宙暴胀理论认为,极早期宇宙曾经历一段短暂而剧烈的快速膨胀。
这一过程将微观量子涨落拉伸到宇宙尺度,留下微小的密度差异;随后,引力把这些差异不断放大,最终形成我们今天看到的星系、星系团和宇宙大尺度结构。
然而,暴胀背后的具体物理机制仍未完全确定。
通过研究物质在宇宙中的分布,有望找到更多线索,探索宇宙最早期的秘密。
暗物质无法被望远镜直接看见,却凭借引力主导星系形成,并塑造更大尺度的宇宙结构。
在模拟中,暗物质粒子被用作暗物质密度和速度分布的“示踪剂”,团队由此得以追踪宇宙结构跨越数十亿年的演化轨迹。
标准宇宙暴胀模型预测,早期宇宙的密度涨落服从高斯分布,也就是最简单的一类随机模式。
科学家正努力寻找其中可能存在的微小偏差,即“原始非高斯性”。
一旦发现可测量的偏差,就可能暗示暴胀时期还存在其他场、相互作用或动力学过程,从而帮助区分关于宇宙最初时刻的不同理论。
然而,这类信号极其微弱,还可能被“宇宙方差”掩盖——由于观测只能采样宇宙的有限体积,统计不确定性难以完全消除。
因此,探测此类信号需要覆盖最大宇宙尺度的超大规模模拟。
而如此规模的模拟对算力要求极高。
团队在阿贡国家实验室的“极光”超级计算机上完成了计算。
模拟及大部分数据分析约4天完成,目标正是揭示宇宙暴胀的物理本质。
这些模拟数据将助力分析多项大型巡天项目,包括美国能源部支持的暗能量光谱仪(DESI)和NASA的SPHEREx任务,两者目前均处于数据采集阶段。
模拟与前沿观测相互印证,将共同描绘出更为精细的宇宙图景,推动人类对宇宙起源与演化的探索。
来源:科技日报