宇宙的一些物理性质，如速度、温度等等，都远远超越了我们所能理解的范围，宇宙比我们所能想象的更加不可思议。
无论怎样去发挥我们的想象力，宇宙的性质都远远地超越了我们的日常经验。但是与此同时真正不寻常的是：我们居然可以测量宇宙的某些性质。而且，我们已经取得了对宇宙中的大多数天体的认识，例如它们是什么，如何形成，以及为什么会有这些令人难以置信的特性。
下面将谈及一些我们在日常生活中遇到的物理概念：速度、温度、引力、密度和大小等。其实对每一种概念我们都经历过某种极端感受：例如酷热和严寒，喷气式飞机越过头顶的速度，花园里蜗牛慢吞吞地爬动的速度。但对于这些概念来说，真正的宇宙之最又是怎样的呢？
转动最快的恒星
中子星诞生时通常每秒自转30周～50周。但随着年龄的增长，强大的磁场会逐渐减慢它们的自转速度。诞生数百万年后，可能每5秒到10秒才旋转一周。与大多数恒星和行星相比，这仍然是非常快的，但对中子星而言就可谓慢如蜗牛了。
奇怪的是，某些中子星自转变慢的过程会发生逆转。尽管它们的年龄已有数亿年甚至数十亿年，但是转得比以往任何时候都快。目前的纪录保持者是人马座的一颗中子星PSR J1748-2446ad，每秒旋转716周！更奇怪的是，它和其它数十颗快速自转的中子星一样，不仅转动异常迅速，而且几乎从未变慢。十亿年后，PSR J1748的自转速度可能还会超过每秒500周，比我们厨房里的搅拌器快得多。
原来这种中子星在诞生时，就与另一颗普通恒星组成了双星系统。如果它们足够接近，中子星极强的引力会将伴星的表面气体剥离并拉向自己的表面。当这些气体螺旋下坠并撞击中子星表面时，就会逐渐增加中子星的角动量，使中子星的自转越来越快。只要有足够的时间，就可达到每秒数百周的转速。
奔跑最快的恒星
恒星运动最快的记录也属于中子星。如果超新星以理想化的完美球对称形式爆发，那么碎片就会均匀地向各个方向飞射，新生的中子星则会静止在中央。
但是这类爆发往往是不对称的，恒星物质在某些方向上的速度比别的方向更快。我们仍在努力探究这种现象的原因。由于超新星爆炸的能量极其巨大，即使存在很弱的不对称，在某个方向上速度较高的物质就能将新生的中子星以极高的速度反向抛射出去。
已知跑得最快的中子星是PSR B2224+65，实际上也是最快的恒星。它位于仙王座，据估计其距离约为6000光年。它的自转相当缓慢，每秒1.5周，但它快速的运动弥补了这一不足。如果距离的估计是准确的，那么这颗脉冲星的空间运动速度就高达令人难以置信的每小时近580万千米。这达到了地球大气中声速的4700倍，地球公转轨道速度的50倍。最近发现有些恒星会被银河系中央的特大黑洞高速抛射出银河系，即超高速星，而PSA B2224+65的速度是它们的2倍。算一算，只需2.5秒，PSA B2224+65就能从纽约飞到洛杉矶，4分钟即可从地球到达月球。
除了光最快的物体
每秒钟有数以万亿计的宇宙射线闯入地球。从本质上说，宇宙射线并不是“光线”（即不是电磁波——编者注），而是亚原子粒子和原子核，大多以光速的99%飞行。它几乎比宇宙中其它任何物体都要跑得快，但仍比光速每小时约慢1100万千米。但是，宇宙射线中还有极小一部分明显快于0.99倍光速，于是这种罕见的超高能宇宙射线就达到了物理定律所允许的最快速度。
这个除了光速以外的最高速纪录，是在1991年10月15日星期二，当地时间凌晨1时34分16秒，由美国犹他州达格威附近的高分辨蝇眼宇宙射线探测器（High Resolution Fly’s Eye Cosmic Ray Detector）获得的。当时，一道宇宙射线猛烈撞击地球大气，激发了大规模的次级粒子簇射。根据这次簇射的图案和面积，科学家计算出了这个质子或原子核撞击地球时所必须具有的速度，结果是惊人的：光速的99.9999999999999999999996%！换句话说，假设这个质子与光在1百万光年的距离上赛跑，尽管光将获胜，但是到达终点时仅仅领先4厘米，简直不分上下！
1991年10月观测到的这个宇宙射线被命名为“‘我的上帝’粒子”（Oh-My-God Particle）。它的能量令人惊愕：到达地球时超过12卡路里。为了理解这个能量有多大，我们来看一看欧洲的“大型强子对撞机”（LHC），这是迄今为止人类建造的最强大的粒子加速器。LHC最多只能将亚原子粒子加速到0.0000002卡路里的能量。也就是说，宇宙中某种未知的自然过程能够将一个微小的粒子加速到的能量是我们人类能达到的5千万倍。
最低沉的音调
宇宙中已观测到的最低沉音调属于Abell 426星系团。因为位于英仙座，它也常被称为英仙星系团。它距离地球约2.5亿光年。
虽然我们不可能直接听到Abell 426的音调，但可以看到它产生的压力波。弥散在这个星系团内的气体热得令人难以置信，温度超过27700000摄氏度。在这种高温下，气体会发出亮光，以及大量极高能的X射线。
2002年，英国剑桥大学的Andrew Fabian用美国宇航局的“钱德拉”卫星对Abell 426的高温气体发射的X射线拍摄了详细图像。在观测结果中惊人地发现了一系列同心波纹，如同向池塘中扔了一块石头。Fabian等人指出，这些波纹对应于星系团内气体密度稍高于平均值的地方，波纹之间则稍低于平均值。较高的密度意味着较高的压力（反之，较低的密度意味着较低的压力），所以这种波是压力波，即在巨大星系团中传播的低沉的巨型声波。
这种声音起源于星系团中央的特大质量黑洞。中央黑洞向两个相反的方向射出高速的物质喷流，喷流以近似光速的速度向外射出数百万光年的距离。这种双极喷流从星系团中的热气体穿过时会产生压力。就像用水管向池塘中喷水，喷流与星系团气体发生碰撞，产生了一系列泡沫，这些泡沫在喷流的压力下逐渐膨胀，然后破裂，并向外漂流。当这些泡沫膨胀时，它们将周围的热气体往外排开，从而形成在星系团中鸣响的压力波。
相对而言，要确定这种声音的音调并不难。在27700000摄氏度以上的气体中，音速约为每小时420万干米，波纹之间的间距约为36000光年。我们只需简单地将波速除以波纹间距便可得出这种压力波的振动频率，也就是振动的音调。Fabian等得出的结论是：Abell 426星系团正在嗡鸣的是B降调。
不过，这种B降调与你平日听到的任何音调都不同。这种声波的振动频率为每900万年一次，它比中C调之上的B降调低57个八度音阶，或者说比人耳能够听见的最低音调还要低沉6000万亿倍。想弹出这么低的音调，你必须在钢琴键盘的左端再增加635个琴键。
最低的密度
几个世纪以来，科学家找到了很多巧妙的方法在实验室里得到越来越低的密度，创造了越来越稀薄的环境。以当前的技术，经过几个月的操作，可以得到每立方厘米只有500到1000个原子的气体密度。以任何合理的标准来衡量，处在这种状态下的气体都已是近乎完美的真空。但是，宇宙可以毫不费力地提供远低于这一密度的真空。
星系并不是在宇宙中均匀分布的，而是排列成宏伟壮观的网络，其中包含层状、纤维状和壳状的结构。星系之间的宇宙泡的泡壁就是大量恒星和星系的聚集区。但是宇宙泡的内部则空虚得难以想象。这些广褒的虚空通常宽达1亿多光年，除了一些孤零零的氢原子，则是空空荡荡一无所有。
这种巨洞的密度之低令人难以置信，通常仅为每立方厘米0.00000002个原子。物质如此之稀薄，即使在一间屋子大小的空间里，也很难找到一个原子。换句话说，假如你把一个保龄球碾碎成一个个的原子，就不得不将它们散布到直径640多万千米的空间中，才能达到这种宇宙空洞的真空。近20年来天文学家作了大量的宇宙巡天观测，现在已经发现，这些巨洞占据了宇宙体积的90%，而其它所有的物质都在它们的边缘。
最冷的地方
物理学定律所允许的最冷温度为绝对零度，即-273.15℃。在实验室里已能达到绝对零度之上不到十亿分之一度的温度，但要达到这种难以置信的低温，需要复杂而昂贵的设备。大自然中根本没有这样的设备，那么宇宙空间能达到多低的温度呢？
通常的答案是宇宙微波背景辐射（CMB），即宇宙大爆炸的余辉辐射。CMB的温度仅高于绝对零度2.73℃，所以只能将空间加热到绝对零度以上一两摄氏度。但是被称为“旋镖星云”（Boomerang Nebula）的天体温度更低。
旋镖星云是一个原行星状星云，是一颗恒星在生命结束前一层层地释放出气体所形成的。创造旋镖星云的这颗垂死恒星有极强的星风。在其生命的最后1500年里，它以近59万千米的时速将星风物质吹入太空。通过星风，它每秒钟流失约7亿亿吨物质。除了高速，星风还会在向外流动时快速膨胀。这种快速膨胀可导致温度急剧下降，从本质上说，这与将空气打入自行车轮胎时导致的温度升高是相反的过程。
结果是，旋镖星云的气体达到了-272.1℃的极度深寒，甚至比前面说的CMB更冷。虽然向旋镖星云供能的中央星很热，但是高速的星风和快速膨胀联合起来，就形成了宇宙中自然产生的已知最冷的地点，甚至比极端寒冷的周围空间更冷。
最弱的引力
黑洞能产生强大的引力，但引力波谱的另一端又是什么？引力最弱能到什么程度呢？把问题说得更严谨一些：宇宙中能使另一个物体绕其旋转的最小拉力是多少呢？
许多小星系的引力很弱。但是，如果两个低质量的星系同处于一片孤立的空间，而其运动不受较大星系影响，它们就能够以微弱的引力沿着脆弱的轨道相互环绕。
在已知的许多小双星系对中，联系最微弱的一对是不太出名的SDSS J113342.7+482004.9和SDSSJ113403.9+482837.4，我喜欢称这两个小星系为“拿破仑”和“约瑟芬”。它们位于大熊座，离地球1.39亿光年。“拿破仑”和“约瑟芬”再亮40000倍才能被肉眼勉强看见，即使在望远镜里它们也是相当不起眼的一对。其中每个星系的质量约是银河系的千分之一，就是在深空天文图像中也只是毫不起眼的模糊斑点。
但这两个星系最令人惊讶的是它们赖以彼此束缚、相互绕转的微弱引力。“拿破仑”是两者中较大的，它用一个苹果从树上落下时的引力场强度的900万亿分之一吸引住37万光年远处的同伴。假如你在“拿破仑”的位置上看一个苹果落向“约瑟芬”，那么5万年后才能见到苹果被加速到每秒约2.54厘米的速度，仅仅比蜗牛稍快一点。再等4百万年左右，它才能加速到步行的速度。
毫不奇怪，依靠这般难以置信的微弱引力，这两个星系绕转一周需要多么漫长的时光。事实上，自这两个星系形成以来的数十亿年，它们可能刚刚走过第一圈轨道的五分之一。而且它们很可能根本无法走完这圈轨道。它们之间的吸引力如此之弱，迟早会有某个星系闯入它们周围，以更强大的引力将它们捕入自己的轨道，或将它们脆弱的联系拆散。
极端的宇宙
上述这些量度宇宙极端性质的数字，看起来似乎很难理解，但仔细审视就会发现，宇宙的极端性质不仅是可以理解的，而且是解释宇宙真正的谜团和精致性所必需的关键钥匙。尽管我们人类有限的想象力与宇宙的广阔无垠及复杂性看似毫不相配，但是令人惊讶的是，对于我们的所见，已经有了如此多的认识。虽然我们常常发现自己在面对宇宙时非常地困惑和畏惧，但我们仍能解释并赞美所观察到的宏伟宇宙，这也许就是人类的终极成就。
责任编辑/吴蕴豪
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