138.2亿年前，我们的宇宙从一片虚无中诞生，通过大爆炸开始暴涨，最终形成了今天的宇宙。
据推测，在大爆炸的一瞬间，宇宙的温度达到了令人恐怖的1.4亿亿亿亿摄氏度。自此以后，随着宇宙的膨胀，物质密度的不断降低，宇宙温度也在不断下降。到了今天，宇宙的平均温度已经非常低了，大约是-270.4℃，距离绝对零度-273.15℃已经非常接近了。
但是，最近的一项研究让科学家们十分诧异：虽然宇宙整体的温度在不断下降，但是和100亿年前相比，宇宙气体的温度却提升了10倍！这又是怎么回事呢？
俄亥俄州立大学宇宙学中心的天体物理学家江奕宽（Yi-Kuan Chiang）领衔的来自于俄亥俄州立大学、东京大学、约翰·霍普金斯大学和马克斯·普朗克天体物理学研究所的研究团队，在最近的《天体物理学杂志》上介绍了他们的研究，以及这个惊人的发现。
为了这次研究，他们统计了来自于美国的斯隆数字巡天和欧洲航天局在2009年启动的普朗克任务两大项目的数据，通过对遥远天体的观测结果，得到了刚才的结论。
这两个项目都对宇宙进行了全方位的探测，其研究目标也都是整个宇宙尺度下的天 学问题。它们可以观测到宇宙的边缘，甚至是一百亿光年以外的宇宙。我们知道，光年就是真空中光在一年时间里穿梭的距离，因此多少光年以外的天体，直接代表着我们看到的是它在多少年以前的模样。
正是利用这个原理，他们对一百亿光年之外的天体进行了观测，这意味着他们看到的就是一百亿年前的宇宙。
为了测量这些气体的温度，研究团队利用了苏尼耶夫-泽尔多维奇(SZ)效应法。所谓SZ效应，指的是宇宙微波背景辐射与宇宙大尺度热气体结构相互作用时，能量分布会发生一定的变化。通过这个方法，欧洲航天局的普朗克卫星已经在宇宙深处发现了许多热气体结构，而本次研究的团队也是利用这个方法来测量这些气体的温度。
那么，研究人员是如何确定观测到的气体和我们之间的距离呢？
其实这一点我们也有介绍，那就是利用红移。
所谓的红移，就是多普勒效应在电磁波方面的一种体现。多普勒效应大家应该比较熟悉了，就是随着波源和接收者之间距离的变化，导致接收者观测到的波长发生了变化，也就是频率会发生变化。
生活中最常见的多普勒效应，就是一个人站在路边，路上有一辆车飞驰而过，当车靠近他的时候，他会听到车的声音的音调在上升，也就是声音越来越尖锐，也就是波长变短、频率升高了；当车路过他并且开始远离时，他听到的音调就会下降，本质原因是波长增加、频率降低了。
（图片说明：红移示意图）
同样的，当宇宙中的天体和我们之间的距离发生变化时，它们的光谱也会发生波长和频率上的变化。和声波一样，当天体远离我们时，它们发出的光波长会增加，频率会降低，于是光就会向波长比较长的红光方向靠近，这就叫做红移；相反的，当天体靠近我们时，光的波长就会降低，频率增加，所以会向波长比较短的蓝光方向靠近，这就是蓝移。
在大约一百年前的时候，美国天 学家埃德温·哈勃（哈勃太空望远镜就是以他的名字来命名的）就指出：我们的宇宙正处于膨胀中，这意味着宇宙空间中的天体也因为宇宙的膨胀而远离我们。科学家做了一个比喻，就像是你刚刚放进烤箱的蛋糕，当它膨胀的时候，附着在表面的葡萄干就会彼此相距越来越远，我们宇宙中的星系等天体就是这样的。
因此，随着这些天体的退行（远离我们），它们的光也会向红色靠近，也就是发生红移。所以科学家通过对这些天体的红移程度进行测量，就可以推算它们和地球之间的距离。而这个距离，就代表着它们处于多久以前的宇宙中。
在观测中他们发现，随着观测距离的提升，观测到的宇宙气体温度反而在下降。比如在80亿光年以外，也就是80亿年前的宇宙，他们观测到的气体中电子平均温度约为70万开尔 ，也就是130万华氏度。
而在太阳系附近，他们观测到的数据则是200万开尔 ，或360万华氏度。和100亿年前相比，这个数字大概提高到了10倍！而且研究人员明确指出：这个温度还在上升。
（图片说明：左图为110亿光年外宇宙图像，亦即110亿年前的宇宙图像；中图为80亿年前宇宙图像；右图为现在的宇宙图像）
那么问题来了，这些气体为何会在100亿年的时间里提升这么多温度呢？
江奕宽介绍说：“在宇宙演化的过程中，引力将空间中的暗物质和气体拉到一起，注入到星系和星系团中。这种拖曳非常暴力，使得越来越多的气体在震荡中被加热。这些发现向科学家们展示了如何通过‘给宇宙测量体温’来对宇宙结构的形成进程进行计时。”
同时，他也指出：“宇宙变暖来自于星系和结构形成的自然过程，与我们地球的变暖进程没有任何关系。这两种现象发生的尺度有着天差地别，彼此之间毫无瓜葛。”
江奕宽还表示：他们的这项研究，对于获得了2019年诺贝尔物理学奖的吉姆·皮布尔斯的研究是一次佐证，可以帮助科学家理解宇宙大尺度结构的形成理论。
约翰·霍普金斯大学卡夫利宇宙物理与数学研究所和物理与天 学系的Brice Ménard教授是本次研究的合著者之一，他告诉我们：“随着时间的推移，由于引力可以拖曳更多气体靠向自己，这些星系团和星系都会继续升温。”
随着宇宙整体变得越来越冷，这些宇宙气体却反而在不断升温。这样的升温有尽头吗？不知道，时间会给出答案。
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