宇宙深处究竟有多空？温度有多低？不是全空，也冷得可怕！

我们常说太空很空，可到底空到什么程度？如果把一个边长1米的透明盒子放在地球上，里面装满空气，它大约有1.2公斤重。可把同样大小的盒子放到宇宙最荒凉的地方，里面可能连1个完整的氢原子都凑不出来。

深空到底有多空？答案远比“没有空气”更震撼。地球上最先进的真空设备，已经能把气体抽到极低密度，但在宇宙尺度上，这还不算最空。真正的空，藏在星系之间，甚至藏在远离星系团的宇宙空洞里。

一、人类所能制造出的真空

在地球表面，空气密度并不低。标准大气压大约是101千帕，我们习惯了它的存在，所以很少意识到自己正被一整层空气海洋压着。实验室里，人类可以制造极端真空，用来测试航天器、粒子加速器和引力波探测设备。

比如NASA曾用大型热真空舱测试詹姆斯·韦伯太空望远镜，让设备承受接近深空环境的低压和低温。NASA约翰逊航天中心的测试舱压力可降到约0.0001帕，极端情况下还能更低，这个数字已经小到难以想象。

更夸张的是LIGO引力波探测器，它的真空管道体积巨大，要抽走里面的空气，需要持续运行很久。LIGO真空系统压力可低到约0.00000013帕，欧洲大型强子对撞机某些区域的真空也能达到极端水平。

可是别急着把这叫作绝对空，哪怕在大型强子对撞机最稀薄的区域，每立方米空间里仍可能有约2.4万亿个原子。这个数字对地球人来说很低，但放到宇宙深处，它仍显得有些拥挤。

二、月球没有空气？其实也不是完全没有

我们常说月球没有大气，这句话在日常语境下没错。月球表面不能呼吸，没有蓝天，没有风雨，也没有像地球一样厚厚包裹行星的大气层。但严格来说，月球周围并非彻底空无一物。

太阳风、微陨石撞击、月壤中的放射性衰变，都会让极少量原子和分子出现在月球附近。事实上，月球极其稀薄的外逸层主要包含氩、氦、氖等成分，密度大约可达每立方米800亿个粒子。

800亿听起来很多，但和地球空气相比几乎可以忽略。地球海平面附近1立方米空气里，分子数量大约是10的25次方量级。月球那点“空气”，和我们身边的空气海洋相比，差了十几万亿倍以上。

这就是宇宙尺度最反常识的地方，我们以为月球已经够荒凉了，但月球附近还不是真正的深空。离开月球，离开地球轨道，离开太阳系，空间还会继续变空。越远离恒星、行星和星云，物质越稀薄，宇宙的真实底色才慢慢显现。

三、星际空间很空，却仍不是虚无

如果星际飞船离开太阳系，像旅行者1号和旅行者2号那样进入星际空间，它会进入一个更稀薄的世界。那里不再由太阳风主导，而是进入银河系的星际介质。所谓星际介质，主要是稀薄气体、尘埃和等离子体。

在银河系内，恒星之间的空间并不完全空。在较稠密的中性星际区域，每立方米可能约有100万个粒子；而在更热、更稀薄的区域，尤其是银河晕和银河外围，每立方米可能只有几百到几千个粒子。但就算这样，它仍不是宇宙里最空的地方。

因为银河系本身就是物质聚集的结果，恒星、星云、黑洞、行星、尘埃，全都被引力收拢在一个巨大的星系盘里。要寻找更空的地方，必须继续向外走，穿过银河系边缘，进入星系之间的黑暗海洋。

四、星系之间，才接近真正的空

宇宙中星系的分布就像一张巨大的蛛网，星系沿着纤维状结构聚集，星系团和超星系团位于网结处，网眼之间则是庞大的宇宙空洞。那里没有明亮星系，没有密集星团，也没有我们熟悉的星云景观。

现代宇宙平均普通物质密度约为每立方米0.25个氢原子，到最极端的宇宙空洞里，普通物质密度可能降到每立方米约0.1个质子和0.1个电子。

这意味着什么？如果你拿着一个1立方米的盒子，在那里随便一舀，里面大概率是几乎什么都没有。你可能要把好几个盒子的空间加在一起，才有机会凑出一个普通物质粒子。

但这仍不是绝对虚无，宇宙空洞中还有暗物质的引力影响，还有极少量普通物质，还有穿梭其间的光子、中微子和宇宙微波背景辐射。宇宙最空的地方，也不是哲学意义上的“无”。

五、如此空旷的宇宙，宇究竟有多少度呢？

天文学家测出宇宙的平均温度是2.7K，也就是约-270.4℃。但这里必须说清楚，温度不是空间本身的属性，而是粒子或辐射能量状态的体现。如果一片区域真的没有粒子、没有辐射，就很难谈温度。

现实宇宙并非绝对空无，它到处弥漫着宇宙微波背景辐射，这是大爆炸留下的余温。宇宙微波背景呈现接近完美黑体谱，平均温度约为2.7K，这是今天整个可观测宇宙的背景温度。

宇宙有多空？空到星系之间每立方米可能只有零点几个普通粒子。宇宙有多冷？冷到大爆炸余温今天只剩约2.73K。可宇宙又并非死寂，它的空洞之间连着星系长河，它的低温背景里藏着早期宇宙的指纹，这就是深空最迷人的地方。