远离恒星的宇宙太空中温度是多少度？
这问题，我们需要先来了解一下黑体辐射。物质会向外放出辐射。比如，太阳向我们辐射，于是我们感受到了热。人体也向外放出热辐射，所以你感受到了她隐隐传过来的温暖。（图片来自NASA/IPAC）如上图，人体的大多数能量是以红外线的形式散射掉的。平均起来，成年人，其人体一天要辐射出大约9000千焦的热量。地球的黑体辐射，图片来自nasa。
所以，我们现在知道了，如果你用一个仪器接收人体辐射出的电磁波，你会发现，那是红外线（电磁波的一种）。同理，如果你用仪器对准太阳，你会发现，你能接收到很强的紫外线，这代表太阳有一个很高的问题。问题来了。当你把仪器从任何方向对准黑暗的宇宙，你将接收到什么电磁波？答案是微波。这就是“宇宙微波背景”的由来。根据这个宇宙微波，科学家们发现，这个从宇宙背景里面辐射出的微波，其特征跟2.725K的黑体辐射相同。
所以，一直以来，我们都认为：广袤的宇宙星空，它的背景温度也就是2.72548K，误差为±0.00057k。换算成我们熟悉的温度单位就是：-270.42452摄氏度。故，如果没有什么特殊的要求，我们一般可以这样认为：远离恒星的，广大的宇宙太空，其温度大多在-270.42摄氏度。当然，也有特殊情况。（ESO次微米波望远镜，图片来自Franck Schneider）比如说，1995年，天文学家们使用位于智利的15米瑞典ESO次微米波望远镜观测了一个星云。
宇宙中最高的温度是多少？最低温度是多少度？
为了解答这几个问题，首先要了解一下温度的本质。表面上，温度表征物体的冷热程度。本质上，温度表征物体的组成粒子的热运动剧烈程度。物质可能的最低温度理论上，当所有的粒子停止运动时（处于量子力学的最低点），物体将会达到可能的最低温度，即绝对零度。绝对零度在开氏温标上表示为0 K，在摄氏温标上表示为-273.15 ℃。
然而，为了达到绝对零度，不仅需要原子停止运动，而且还包括原子的所有组成。绕原子核运动的电子需要停止运动，原子核中的质子和中子需要停止相互作用，夸克以及任何更基本的结构都要停止活动。由于量子力学效应，这是不可能的，所以绝对零度无法达到。从另一方面看，任何空间中都存在能量和热量，必然会与物质进行交换，所以绝对零度只能无限逼近，不可能达到。
目前，通过激光冷却和磁蒸发冷却技术，科学家获得的最低温度达到了100 pK（10^-10 K，−273.149999999900 ℃）。物质在这种极低的温度下将处于玻色-爱因斯坦凝聚态，它们会表现出奇特的行为，例如，超流动性和超导现象。物质可能的最高温度物质可能的最高温度为普朗克温度，其值约为1.417×10^32 K。
宇宙最高温度是1.4亿亿亿亿度，为何最低温却只有-273度？
理论上，温度并不存在上限，温度能够达到任意高的程度，可以远超1.4亿亿亿亿度。但温度存在一个理论下限，大约为-273.15摄氏度。那么，为什么温度没有上限？为什么宇宙中出现过的最高温度是1.4亿亿亿亿度？为什么温度又会有下限呢？事实上，所有这些问题与温度的产生机制有关系。无论什么物体，从微观角度来看，它们都由原子、分子或者离子组成。
根据相对论和量子力学，构成物体的各种粒子不是绝对静止的。因为相对论表明，宇宙中的参照系都是平权的，没有绝对静止的参照系。而且不确定性原理也禁止出现绝对静止的情况，一旦粒子绝对静止，它们的不确定性消失，其位置和动量会被完全确定下来。因此，粒子必然会做永不静止的热运动。粒子热运动会让宏观物体产生热量，为了衡量这种冷热程度，就需要温度这个参数。
粒子热运动的剧烈程度越大，平均动能越大，宏观物体的温度就越高。理论上，当粒子热运动完全停歇时，温度将会达到最低的绝对零度。根据实验的测量，可以计算出最低温度约为-273.15摄氏度。在热力学中，最低温度被定义为0开氏度。另一方面，虽然狭义相对论禁止有质量粒子的运动速度达到光速，但这并不意味着它们的动能不会无限增加。
根据狭义相对论，随着粒子的运动速度无限趋于光速，它们的动能也会趋于无穷大，所以温度也会随之趋于无限高。但在宇宙中，温度从来没有达到过无限高。根据标准宇宙模型，宇宙的最高温度出现在138亿年前宇宙创生的最初时刻，这个温度是普朗克温度，其大小约为1.4×10^32度，即1.4亿亿亿亿度。在普朗克温度下，宇宙中已知的一切物质、原子和基本粒子都无法存在，已知的四种基本力将会统一在一起。
为什么宇宙最低温度是-273度左右？为什么不是-300度，这一定有重大物理规律吗？
为什么宇宙最低温度是-273度左右？为什么不是-300度，这一定有重大物理规律吗？这个话题就像光速为什么不是300000米/秒一样，其实我们也可以将光速折腾到这个数字的，我们只要修改度量衡中的1M长度为： 299792458/300000000即可，光速立马就从299792458米升格为整30万米/秒，同理，我们将摄氏温标重新定义，那么绝对零度立马就从-273℃变成-300℃，当然大家肯定不服气，这不是耍流氓嘛，没关系，咱简单来了解下温度我们认识温度的历史。
温度的历史，分子运动论的来历早在1593年，伽利略的就发明了第一个温度计，当然那很原始，不过已经知道了利用介质的热胀冷缩来表示温度。1665年，意大利天文学家惠更斯提出用水的冰点和沸点作为温度的参考点（但当时还不知道气压和沸点的关系）1742年，瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯将一个大气压下的冰水混合物规定为0℃，同时将一个大气压下的水的沸点定为100℃，并且在两者之间均分为100个刻度。
此方式在1743年被修订成现行的摄氏温标。安德斯·摄尔修斯1799年，伦福德伯爵通过摩擦生热的观察提出了热是一种运动的结论。早在1738年，丹尼尔·伯努利发表著作《流体力学》中提出了气体分子运动论，1820年英国一位铁道杂志的编辑赫拉派斯独立提出了伯努利曾经提出过的气体分子运动论，并且认为压强是气体粒子碰撞的结果，而且明确的提出了气体的温度取决于分子运动的速度。
1824年，卡诺出版了《关于火的动力思考》，在书中卡诺提出了理想热机理论，奠定了热力学的理论基础。1827年，英国植物学家罗伯特·布朗利用一般的显微镜观察悬浮于水中的花粉时，发现了分裂出的花粉微粒的不规则运动，后人将之称为布朗运动。布朗运动1848年，焦耳在赫拉派斯工作的基础上，测量了很多气体的分子速度。
在焦耳的推动下，分子运动论开始被科学界重视。1848年，威廉·汤姆森（第一代开尔文勋爵）在《关于一种绝对温标》中提出了需要一种“绝对的冷”（绝对零度）作为零点的温标，使用摄氏温标计量，威廉·汤姆森利用空气温度计测算出绝对零度为−273 °C第一代开尔文勋爵：威廉·汤姆森1859年，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦用概率论证明了平衡态下，理想气体分子的速度分布是有规律的，这个规律称为麦克斯韦速度分布律，并给出了它的分布函数表达式。
1905年，爱因斯坦除了发表著名狭义相对论以外，还发表了《关于热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》，阐述了布朗运动的微粒，它的扩散将会以一个特定的速率（称为均方位移）移动，而这速度取决于单位摩尔流体中的原子或分子的数量。1954年，第10届国际计量大会（CGPM）的第3号决议标定了热力学温标的现代定义，以水的三相点为其第二定义点，并规定将其温度修订为273.15K。
上文是温度的本质-分子热运动的流水账，从这个过程中，我们了解了摄氏温标的由来，以及绝对零度的概念，还有分子运动论的起源，当然另一层含义是绝对零度是测算出来的。如何达到绝对零度？前文我们了解了温度是由微观粒子运动引起的。那么何为温度高低呢？微观粒子运动运动越剧烈表示温度越高，相反则温度越低，那么问题来了，我们是不是能制造一个不运动的微观粒子呢？当然目的是制造最低温度？当然理论上是可以的，但事实上却无法达到，因为没有一种手段可以让微观粒子的运动完全停止。
现代能制造最低温度的设备是NASA的冷原子云实验室（CAL），一个类似冰箱大小的设备，于2018年5月21日被送到了国际空间站，在微重力的条件下展开激光制冷的实验。激光制冷：利用激光的多普勒制冷方式，每次以频移欺骗原子，受激发的原子跌落基态会释放吸收的能量，这个释放能量大于吸收能量，每次操作都会让原子失去能量，从而达到制冷的目的。
但即使如此，激光制冷仍然只能达到-273.1499999999 ℃，但距离绝对零度仍然有一步之遥！总结我们了解了温度的历史与接近绝对零度的一种方式，为什么绝对零度是-273.15℃这是由一个大气压下冰水混合所定义的0℃的时候所决定的，以此时的0℃为标准，我们通过此时的微观粒子运动剧烈程度计算出运动静止时的温度是-273.15℃，如果要重新定义绝对零度为-300℃，这完全没有问题，毕竟微观粒子停止运动时的标定是不会变的，取什么名字，那是国际计量委员会的问题。
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