تسخن الإشعاعات الضوئية الفضاء بدرجة 2.725 كلفن، أي ما يعادل 270.425- سيلسيوس تحت الصفر المطلق، بما في ذلك الفضاء بين المجرات الأخرى. ولكن هنا في مجرتنا، يوجد مكان أكثر برودة من المجرات الأخرى البعيدة عنا، وتبلغ درجة حرارته حوالي 1 كلفن فقط، أي 272.15- درجة مئوية؛ ما يدفعنا للتساؤل كيف يمكن لشيء يحدث بشكل طبيعي في الكون أن يكون أبرد من الكون نفسه؟ التمدد السريع للغاز يجعل ذلك ممكناً.

لنساعدك على تخيل أبرد مكان ممكن في العالم، سنشرح لك بعض التفاصيل

تتحرك الجسيمات التي تتكون منها المادة بأبطأ ما يمكن أن تتخيله، وتقترب من الحد الكمي لما يعنيه أن تكون في حالة سكون حقاً. في هذه الحالة لن يكون هناك مصادر حرارة داخلية رئيسية قريبة حتى تمتص تلك الجسيمات بالداخل، ولن يكون هناك مصادر خارجية للطاقة لتسخينها من الخارج.

فيزيائياً، هذا يعني أنك بحاجة إلى أن تكون بعيداً قدر الإمكان عن جميع مصادر الجسيمات المتحركة والإشعاع، بما في ذلك النجوم والمجرات وسحب الغاز المتقلصة. رغم ظلامه ومساحاته الشاسعة وغير المحدودة، فإن هناك مصادر حرارة عديدة في كل مكان في الكون الواسع. وكلما كنت بعيداً عنها جميعاً، أصبح الجو أكثر برودة.

مثلاً، على مسافة 93 مليون ميل من الشمس، تبقى الأرض عند درجة حرارة متواضعة تعادل 300 كلفن، أي 26.85 سيلسيوس، وهي درجة حرارة كانت ستصبح أقل برودة بحوالي 50 درجة مئوية لولا وجود غلافنا الجوي. لكن عند الابتعاد، تصبح الشمس تدريجياً أقل قدرة على تسخين الأشياء. تبلغ درجة حرارة كوكب بلوتو، على سبيل المثال، 229.15- فقط، وهي درجة كافية بحيث يتجمد النيتروجين السائل.

وعند الابتعاد إلى الفضاء بين النجوم على بُعد سنوات ضوئية، يمكن العثور على أماكن أكثر برودة تكون عبارة عن سحب جزيئية باردة تتجول منعزلة في جميع أنحاء المجرة. ومن حيث درجة الحرارة ، فهي أكثر برودة من أبعد العوالم التي يمكن أن نجدها في نظامنا الشمسي، وقد تصل درجة حرارتها إلى 263.15- درجة مئوية.

ونظراً لأن النجوم والمستعرات الأعظمية والأشعة الكونية والرياح النجمية كلها توفر الطاقة للمجرة ككل، فمن الصعب أن تصبح درجة الحرارة أكثر برودة داخل مجرة ​​درب التبانة. ويعتقد العلماء أن الإشعاع المتبقي بعد حدوث الانفجار العظيم، ينتقل في كل مكان في الفضاء في جميع الاتجاهات بسرعة الضوء. لكن مع توسع الكون، فإن هذا الإشعاع يزداد برودة.

ونظراً لأن كل مكان في الكون يتعرض باستمرار لفوتونات الأشعة تحت الحمراء والميكروويف والراديو، وأن الكون يتمدد أكثر، فإن الأطوال الموجية لهذه الفوتونات تتمدد أيضاً وتبرد وتصبح درجة حرارتها أقل. وبمرور الوقت، وعندما يبلغ عمر الكون ضعف ما هو عليه اليوم- أي بعد حوالي 13.8 مليار سنة أخرى- ستكون درجة الحرارة بالكاد أعلى من الصفر المطلق بدرجة واحدة. ولكن هناك مكان موجود في عالمنا الآن، وهو أبرد من أعمق أعماق الفضاء بين المجرات.

أبرد مكان في الكون يقع في مجرتنا!

يقع أبرد مكان في الكون على بُعد 5000 سنة ضوئية في مجرتنا ويسمى سديم بوميرانغ. وقد لوحظ أول مرة في عام 1980 من أستراليا حيث بدا وكأنه سديم ذو فصين غير متماثلين، ومن ثم أطلق عليه اسم "بوميرانج" نتيجة لذلك. يعتقد العلماء أن هذا السديم هو في مرحلة وسيطة في حياة نجم محتضر شبيه بالشمس.

تتطور جميع النجوم الشبيهة بالشمس إلى عمالقة حمراء وتنهي حياتها في مزيج سديم كوكبي، حيث تتفجر الطبقات الخارجية ويتقلص اللب المركزي إلى حالة ساخنة متدهورة. وتعتبر هذه المرحلة قصيرة العمر، فهي لا تدوم سوى بضعة آلاف من السنين. ولا يوجد سوى اثني عشر نجماً أو نحو ذلك تم العثور عليها في هذه المرحلة، لكن سديم بوميرانغ مميز بينهم.

إذ يتم طرد غازه أسرع بعشر مرات من المعتاد بسرعة حوالي 164 كم في الثانية. كما أنه يفقد كتلته بمعدل أعلى من المعتاد، حوالي مادتين من مادة نبتون كل عام. ونتيجة لكل هذا، فهو أبرد مكان طبيعي في الكون المعروف، حيث تصل درجات الحرارة في بعض أجزاء السديم لـ272.65- درجة مئوية، وهي أقل درجة حرارة معروفة.

المادة المنبعثة من سديم بوميرانغ تمتد إلى أبعد من الوسط المحيط بها، وخلال تمددها تبرد أكثر بسرعة أكبر بكثير من الإشعاع المحيط بها والذي يمكن أن يسخنها. وقد لا يبقى السديم في درجات الحرارة الباردة هذه إلى الأبد، لكنه في الوقت الحالي أبرد بكثير من أي درجة حرارة لأي شيء آخر في الكون.

سديم بوميرانغ هو الأبرد حالياً، لكن من يعرف؟

ليس هناك شك في أنه حتى الآن، من بين جميع المواقع التي قام العلماء بقياسها، يمتلك سديم بوميرانغ أبرد درجات حرارة تحدث بشكل طبيعي في كل الكون. والسبب هو التوسع الثابت، الناجم عن الطرد السريع للمادة في بيئة يمكن أن تتوسع بطريقة غير مقيدة نسبيًا. أما فيما يتعلق بالسبب الذي يجعل سديم بوميرانغ يطرد كل هذه المواد بسرعة وبطريقة متوازية، فإن هذا مجال بحث مثير للجدل.

حتى الآن، سديم بوميرانغ هو السديم الكوكبي الوحيد الذي اكتشف في مرحلة انخفضت فيها درجة الحرارة إلى ما دون درجة حرارة الوهج اللاحق للانفجار العظيم. ومع ذلك، لا يوجد دليل على أنه المثال الوحيد. من المحتمل أن يكون هناك مكان أكثر برودة منه لكن لم يتم اكتشافه حتى الآن.