【题】你知道宇宙中物质的平均温度是多少吗？
【解】对“宇宙物质的平均温度是多少”这个问题，很多人都是感兴趣的。我们在实验室里是在一般情况下还是在特殊情况下进行研究就直接决定着对这个问题的回答。整个宇宙物质的平均温度竟接近几百万度——这个结果让人惊讶！图132是宇宙中物质的温度坐标示意图。
如果我们看一下下面的表述，也许就不会觉得这个突现的结论会令人感到那么惊奇了：与太阳本身质量相比，我们太阳系所有行星的质量总和也只有它的七百万分之一（也就是0.001 3个太阳的质量），而在其他恒星系（假如它们也有行星的话）这个比例同样有可能存在。也就是说，在平均温度是几百万度的太阳和它的行星上集中了将近999/1 000的整个世界的质量。我们的太阳表面的温度是6 000℃，内部温度不小于（4×107）℃，是一个很典型的星体。因此物质平均温度将近200万度相对于整个宇宙来说是可以接受的。
爱丁顿认为星际空间并没有绝对脱离重力影响，而是充满着高度稀薄的物质——在1立方厘米的空间里平均有几十个分子（比最稀薄的真空电子灯泡里空气密度的1/20还要小）。假如从爱丁顿的观点出发，那么事情就没有什么两样。在这个假设下，相比集中在星体上物质总量来说，星际空间的物质总量将会比它的3倍左右还要多。由于星际空间物质的温度大约是-20℃，或者更低，那么整个宇宙物质的1/4将处在（2×106）℃之下，而3/4将处在-200℃温度之下。由此可得出宇宙物质的平均温度在（5×105）℃左右。
宇宙物质的一部分温度低于-200℃或者更低，而另外一部分温度有（2×106）℃甚至更高，但无论怎样宇宙物质的平均温度不低于几十万摄氏度。这个结论是毋庸置疑的。在整个宇宙之中，适合生存的温度所占的比例仅仅是很小的一部分。
因而，在一定情况下物质温度是极高的，有几百万度高；抑或是极低的，接近于绝对零度（根据爱丁顿假说）。我们的物理学，是偶然状态下的物理学，而通常我们认为的极端条件却是物质温度的典型条件。对于物质处于接近绝对零度状态下的特征我们了解很少，而对于几百万摄氏度状态下的物质特性则完全无知。由此可知我们对研究宇宙物质的主要部分的物理学几乎是处于无知的状态；未来物理学的任务就是对它的研究。
1920—1922年间，安德森在芝加哥的维尔松山和汶汤姆山天文台进行的一次实验中，发现了地球上的最高温度，如图所示。安德森通过一根又细又短的金属导线将一个电容瞬间放电，在十万分之一秒中导体产生了125焦耳的热量。据不同的实验者的计算，金属丝的温度升高，有些时候会达到20 000℃，有些时候甚至达到了27 000℃——打破了所有的物理学上至今在实验室达到的最高温度。相比太阳的亮度来说，金属导线发出的光是极亮的，甚至比太阳的还要大200多倍。假如把这个金属导体放置于一个充满了水的玻璃容器里，结果就是它会被粉碎成很小的微粒尘，甚至连玻璃碎片都看不到。假如实验者没有穿上特制的防护服，在离爆炸地半米的地方，他的手和脸就会感到强烈的冲击。冲击波向外扩散的速度是声速的10倍。在这样的温度下分子以很高的速度运动，假如是氢分子就会以16千米/秒的速度运动。
相比高温星体表面的温度来说，（2×104）℃至（2.7×104）℃的温度可能要更高一些，但相对于温度高达几百万的星体内部温度来说，这个温度就要小多了。星体内部的温度远远超出了所有人的想象能力。《我们的宇宙》一书对此做了较为详细的描述：
我们发现的星体中心的温度大约有（3×107）℃～（6×107）℃，不是我们实验中所能达到的，我们不能准确想象出来，也不知道它应当意味着什么。我们想象一下，把一个体积为1立方毫米的普通物质加热至（5×107）℃，这就是说接近太阳中心的温度。这是多么不可想象啊，仅仅因为它向四周辐射而造成的能量损失，就需要3万亿马力的机器全负荷地工作才能补给这个能量损失。
自然界999/1 000的物质中，可能都存在我们完全无法想象的状况（在任何情况下，这个比例不会少于1/4）。正如我们所见，物理学之前所涉足的只是重力世界物质的规律，它还面临着极大的研究空间。
