Схема опыта проста, как все гениальное. Лазерный луч зажимают между двумя зеркалами — получается оптический резонатор, в котором световые волны стоят, усиливаются и создают строгую картину полей. Внутрь этой «световой ловушки» помещают облако ультра-холодных ферми-атомов. Атомы поглощают фотоны и тут же переизлучают их; излучённые кванты летят дальше и снова захватываются другими атомами. Получается своеобразный «фотонный обмен» — дальнодействующее взаимодействие между всеми частицами сразу.

Когда интенсивность лазера переваливает критический порог, газ перестраивается сам: атомы выстраиваются в периодические полосы — волны плотности. Это и есть фазовый переход в сверхизлучающее состояние: коллективное взаимодействие через общее световое поле побеждает тепловое блуждание, кинетическую энергию, давление Ферми и прочие «вредные» эффекты. Главное — свет, уходящий из резонатора, несёт в себе живую информацию о порядке и почти не разрушает его. Так появился шанс наблюдать самоорганизацию в реальном времени.

Чтобы увидеть, как именно рождается узор, команда собрала микроскоп с большой числовой апертурой. Он объединяет два приёма: счёт фотонов из резонатора и абсорбционную визуализацию — измерение затухания слабого зондирующего луча при прохождении через облако. Сначала газ накачивают до сверхизлучения, затем щупают его коротким слабым импульсом и фиксируют тень. Повторяя процедуру многократно, исследователи восстановили поле корреляций плотности с пространственным разрешением в доли микрона и временным — в доли миллисекунды.

Результат оказался наглядным. Уже на ранней стадии перехода в газе появляются длинные корреляции: атомы «знают» о положении соседей за десятки микрон. Пространственная картина повторяет структуру стоячей световой волны в резонаторе: где поле максимально, там — пики плотности, где минимально — впадины. Амплитуда и фаза волны одинаковы по всему облаку, что подтверждает: взаимодействие действительно «бесконечно дальнее». Корреляции фотонного потока и атомного узора совпадают почти идеально — свидетельство того, что свет и вещество движутся в унисон.

Авторы подчёркивают: их метод работает не только для простых волн плотности. Та же схема позволит «сфотографировать» намагниченность, парные структуры в суперфлюидных фазах или экзотические корреляции в решётках Раске-Хаббара. А значит, у исследователей появился новый инструмент для проектирования квантовых взаимодействий и открытия неизведанных состояний вещества.

Ссылка на источник: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/h3zm-rnnx

Иногда космос напоминает о себе грохотом, яркими вспышками и мощной ударной волной. Падения метеоритов — редкие, но всегда резонансные события, которые заставляют человечество вспомнить о том, что мы живём не в изолированном мире.

Буквально недавно, вечером 8 марта 2026 года, жители сразу нескольких европейских стран наблюдали грандиозное зрелище. Большой пылающий болид в сотни раз ярче полной Луны осветил небо над Германией, Францией и Бельгией. Космический камень распался в атмосфере, а его фрагменты пробили крыши домов в немецком Кобленце. Этот случай вновь подогрел интерес к внеземным объектам.

Аif.ru вспоминает пять самых известных падений метеоритов, которые навсегда вошли в историю.

Челябинский метеорит: космический визит в прямом эфире

Первое, что выдает поисковая строка после слова «челябинский» — тот самый метеорит. Сегодня учёные сходятся во мнении: это падение стало самым задокументированным за всю историю человечества. Видеорегистраторы и камеры мобильных телефонов зафиксировали его полёт буквально с каждого ракурса.

Всё произошло ясным морозным утром 15 февраля 2013 года. Космическое тело диаметром около 20 метров стремительно вошло в атмосферу — его скорость составляла 19 км/с. На высоте примерно 23 километров над Челябинской областью объект взорвался. Мощность этого взрыва оценивается в 300–500 килотонн в тротиловом эквиваленте. Исследования показали, что каменный гость, классифицированный как хондрит LL5, являлся осколком древнего астероида, сформировавшегося около 4,5 миллиардов лет назад.

Последствия оказались масштабными. Взрывная волна выбила стёкла и повредила более 7 тысяч зданий не только в самом городе-миллионнике, но и в соседних населённых пунктах. Травмы от порезов получили свыше 1600 человек, а общий ущерб превысил 1 млрд рублей. Самый крупный фрагмент весом 654 килограмма рухнул в озеро Чебаркуль, откуда его позже торжественно подняли на поверхность. Сегодня он хранится в Государственном историческом музее Южного Урала как музейный экспонат мирового значения.

Тунгусский феномен: катастрофа без улик

Больше ста лет назад на территории нынешнего Красноярского края произошло уникальное и пугающее природное явление. Ранним утром 30 июня 1908 года эвенки и русские переселенцы с ужасом наблюдали, как в небе пронесся ослепительный огненный шар. Спустя мгновения раздался взрыв беспрецедентной силы на высоте от 5 до 10 километров над сибирской тайгой.

Событие перевернуло лес на огромной площади — более 2000 квадратных километров, что, для понимания, сопоставимо с площадью современной Москвы. Деревья легли веером, словно спички, их поваленные стволы безошибочно указывали на невидимый эпицентр. Мощность удара составила 10–15 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Сейсмографы по всему миру вздрогнули, а в Европе наступили странные «белые ночи»: небо светилось так ярко, что на улице можно было спокойно читать газету без фонаря.

Тайна Тунгусского метеорита — полное отсутствие кратера и крупных обломков. Когда в 1920-х годах советские исследователи добрались до глухой тайги, они нашли лишь обожжённый мёртвый лес. Это породило главную научную гипотезу: над Землёй взорвалось хрупкое ледяное ядро кометы или рыхлый астероид. Метеорит разрушился в воздухе, так и не добравшись до земли. Сегодня этот феномен — главный повод для создания мощных систем космического мониторинга. Если бы такой взрыв произошёл над мегаполисом, последствия были бы фатальными.

Сихотэ-Алинский железный дождь

12 февраля 1947 года горы Сихотэ-Алиня на советском Дальнем Востоке приняли на себя удар одного из самых впечатляющих металлических метеоритов. При вхождении в плотные слои атмосферы стотонный гигант начал распадаться, обрушившись на уссурийскую тайгу настоящим «железным дождём».

Свидетелями этого космического шторма стали местные жители, среди которых оказался художник Пётр Медведев, который находился в этот момент в Имане (ныне Дальнереченск). Он как раз писал зимний пейзаж с крыши своего дома, когда над его головой с глухим гулом пронеслась пылающая сфера. Художник быстро сделал наброски, подарив миру знаменитую картину «Падение Сихотэ-Алинского метеорита», которая в 1957 году была растиражирована на почтовых марках СССР.

До земли долетело около 23 тонн железа. Осколки накрыли площадь в 1,3 квадратных километра, буквально изрешетив грунт. В тайге образовались сотни воронок; самый крупный кратер достигал 26 метров в радиусе и уходил на 6 метров вглубь. В отличие от Тунгусского события, природа оставила учёным богатейший материал — обломками была усеяна вся округа. В честь этого события расположенный неподалёку посёлок Бейцухе в 1972 году был символично переименован в Метеоритный.

Метеорит Гоба: спящий гигант Намибии

Чаще всего метеориты ассоциируются со взрывами и хаосом, но история 60-тонного исполина Гоба лишена всякого драматизма. Это крупнейший в мире цельный метеорит, и он попросту остался лежать в южноафриканской саванне, не оставив после себя грандиозных кратеров.

Его совершенно случайно обнаружил в 1920 году фермер Якобус Германус Бритс. Охотясь в окрестностях Гротфонтейна, он присел перевести дух на гладкий чёрный валун, который сильно выделялся среди светлого известняка. Любопытства ради Бритс ковырнул камень охотничьим ножом — на поверхности блеснул чистый металл. Так человечество обзавелось космическим рекордсменом размером в 2,7 метра.

Исследования показали, что железная глыба, путешествовавшая по Вселенной миллионы лет, приземлилась здесь около 80 тысяч лет назад. Учёные объясняют феномен сохранности Гобы тем, что он вошёл в атмосферу Земли по очень пологой траектории — под углом всего около пяти градусов. Плоская форма сработала как камешек в игре «в блинчики», замедлив падение и позволив метеориту сесть в грунт без катастрофического удара. Сдвинуть с места 60-тонную махину оказалось невозможным. В 1955 году власти объявили Гобу национальным памятником, и сегодня вокруг дремлющего куска космоса обустроен популярный туристический центр.

Кратер Барринджера: древний шрам Земли

Около 50 тысяч лет назад на территории современного штата Аризона в США прозвучал взрыв, навсегда изменивший ландшафт этой местности. В земную кору на чудовищной скорости врезался железный астероид поперечником от 30 до 50 метров.

Удар был сопоставим со взрывом миллионов тонн тротила. Основная масса небесного тела мгновенно испарилась, подняв в воздух миллионы тонн раскалённой породы. На месте столкновения образовалась гигантская чаша — кратер Барринджера, диаметр которого превышает 1,2 километра, а глубина доходит до 180 метров. Края воронки горделиво возвышаются над плоской равниной на десятки метров.

Долгое время учёные спорили о происхождении кратера, считая его следом древнего вулкана. Лишь спустя тысячелетия, уже в XX веке, геологи окончательно доказали, что этот огромный шрам имеет ударно-космическую природу. К тому же в окрестностях удалось собрать множество мелких металлических «брызг».

Сегодня Аризонский кратер — не просто эффектная туристическая локация, но и наглядное свидетельство того, что даже средние по космическим меркам объекты способны оставлять незаживающие следы на теле Земли.

https://aif.ru/society/nature/prishelcy-iz-kosmosa-top-5-sam...

Подписывайся на АиФ

Профессор кафедры хирургических болезней детского возраста им. Г.А. Баирова СПбГПМУ Диана Красавина – один из самых желанных докладчиков на международных научных конференциях, включая даже Европу, где россиянам далеко не всегда рады. В чем интерес организаторов, а в чем – наших ученых, как нас воспринимают на Западе, а как – на Востоке, что мы можем предложить стране и миру нового в лечении тяжелых детских патологий – обо всем этом мы успели поговорить с Дианой Александровной в перерыве между ее лекциями для ординаторов-неврологов второго курса СПбГПМУ.

- Вы недавно летали в Рим на научную конференцию. В качестве кого вы там выступали?

- Это был Всемирный конгресс неврологов, психиатров и смежных специалистов, а я там была председателем одной из секций по неврологии. Организаторов заинтересовали наши исследования в области терапии сиалореи у детей. Сиалорея – это патологическое неконтролируемое слюнотечение, вызванное избыточной продукцией слюны или нарушением глотания. Часто сопровождает неврологические болезни, такие как ДЦП, например. А вторая тема, которая также интересовала организаторов – терапия детей с тяжелой формой болезни Вильсона-Коновалова, в ходе которой развивается тяжелая мышечная ригидность по пирамидному и экстрапирамидному типу, даже язык в буквальном смысле слова скручивается.

- А откуда у вас такие пациенты появились?

- Ребенка с тяжелой формой болезни Вильсона-Коновалова в наш университет доставили санитарной авиацией из Кирова на отделение неврологии. В регионе были проблемы с диагностикой, наши специалисты-неврологи диагноз установили и оперативно приступили к лечению, потому что пациент был крайне тяжелый. У него буквально трещали кости от мышечной спастики (тяжелые дистонические атаки), ребенок очень страдал от болевого синдрома. И врачи отделения обратились ко мне.

- Как же вы лечили этих детей?

- Применяли ботулотоксин типа А, БТА, в качестве локального миорелаксанта. Я с 1998 года активно занимаюсь применением препаратов ботулотоксина у детей с неврологической и ортопедической патологией. Мы были первыми в России, кто применил препарат ботулотоксина в детской практике.

- Но разве ботулинотерапия не используется сейчас массово в мире?

- Конечно, но смотря для чего. Если вы используете ботулотоксин off-label, то есть как лекарственное средство по показаниям и иным параметрам, не упомянутым в инструкции по применению, то ваша клиническая статистика уникальна и востребована. Конечно, сам ботулотоксин известен с момента его выделения в 1895 году, но применять его начали только с 1972 года, причем в узкой области – для терапии спастичности мышц при косоглазии. Потом нашли еще применение, потом еще, потом стали широко применять в неврологии, урологии, ортопедии и конечно в косметологии. Сейчас ботулинический токсин называют «молекулой века» за результативность в терапии. Но каждое применение в конкретной области требует серьезных клинических исследований. Мы были одними из первых в России, кто применил многоуровневые инъекции ботулотоксина, БТА. Таких инжекторов, как мы, на всю страну было человек пять. Сейчас сертифицированных специалистов в России более тысячи, но мы-то были первыми, у нас опыт, клиническая статистика. Поэтому и приглашают на научные конгрессы и с интересом перенимают опыт.

- Для вас конгрессы тоже важны?

- В Италии, будучи председателем секции, я изучала и представляла доклады ученых на самые разные неврологические темы из Израиля, Испании, ЮАР. Конечно, я их все изучила как следует, ведь это буквально передний край медицинской науки. Например, коллеги из ЮАР там представили интереснейший доклад по лечению рассеянного склероза, болезни Паркинсона с проявлениями сиалореи. Ученые из ЮАР предложили лечение при помощи БТА, воздействующих на нейромедиаторы, которые, в свою очередь, воздействуют на слюнную железу. Раньше считали, что слюнная железа - это как бы некий мешочек, в котором продуцируется слюна. На самом деле там есть специальные клетки и ацетилхолиновые связи, которые там болтаются, как в море водоросли. Там они вырабатывают специальный нейромедиатор, который усиливает выработку слюны, особенно при ЧМТ, инфарктах мозга, ишемических повреждениях мозга. И вот, когда мы блокируем эту выработку, улучшается глотание, уменьшаются всякие осложнения, в том числе самые грозные - аспирационная пневмония. Это дает шанс нашим больным, особенно, если применение БТА будет уже в реанимации. Ну и плюс лечение ботулотоксином от спастичности.

- Это все в итоге как-то потом отражается в практических результатах?

- Конечно. Когда первые доктора провели такие линейные исследования, они представили их на конгрессе. А там всегда сидят представители крупнейших фармацевтических фирм. И они не просто сидят, а слушают, смотрят, записывают – где, что и как делается. И это дает толчок для начала проведения многоцентровых исследований. Ах, значит, в России купируют спастичность, сиалорею и боль при помощи ботулотоксина? Значит, приглашаем этих специалистов для проведения исследований. Так Педиатрический университет не раз входил во всемирные международные протоколы исследований. И в почетном списке ведущих научных учреждений, их всего восемь в стране, проводящих исследования по БТА, мы занимаем значимое место. Нас приглашают в страну инициаторов исследования, и мы едем на специальный митинг, нас там обучают, как проводить протокол, какой протокол наиболее результативен и будет использован, как исследовать, сколько слюны было, сколько стало, и так далее. Потом они формализуют протоколы уже для последующей статистики и публикации окончательных результатов. Потом исследования становятся базой для регистрации новых показаний у препаратов ботулинического токсина.

- И мы здесь будем первыми?

- И были и будем в числе первых, да.

- А где еще применяется ботулотоксин?

- В очень большом спектре заболеваний, в широчайшем диапазоне патологий. Например, помните пожар в «Хромой лошади»? Тогда тяжелых пациентов доставляли в Москву и Санкт-Петербург, лечили от тяжелой интоксикации и поражения головного мозга. Но, поскольку пациенты очень долго пребывали в коме, у них развивались тяжелые вторичные деформации верхних и нижних конечностей. Спастичность, стойкое непроизвольное повышение мышечного тонуса и болезненные спазмы способствовали этому. И вот наш, питерский доктор, предложил использовать ботулотоксин в больших дозах для уменьшения контрактур конечностей. И действительно, после выхода из комы после такой терапии, врачи уже не наблюдали у этих пациентов таких тяжелых дефектов. В институте имени Поленова я так вела пять больных. И получили результат.

- После Рима вас еще куда-то приглашали?

- Конечно. На следующем международном конгрессе, в Мадриде, по нейротоксинам у России была самая представительная группа врачей ботулинотерапевтов, 25 человек, из них десять профессоров. И доклады, как письменные, так и устные были очень интересные. Например, после использования ботулотоксина мы придумали проводить терапию специальным препаратом, который улучшает скольжение мышечных волокон, а не только купировать спастичность; даже патент получили. Еще создали первый атлас по УЗИ навигации и мышечному тестированию, чтобы не наугад делать инъекции, а под строгим ультразвуковым контролем. У нас много есть прекрасных, востребованных исследований, поэтому сейчас нас приглашают даже в США. Уже был предварительный онлайн брифинг.

- Никаких проблем с визами или полетами? Несмотря на все геополитические проблемы?

- Я вас, наверное, удивлю, но скажу – сейчас приглашений на международные конгрессы у нас стало больше, чем было несколько лет назад. Они серьезно мониторят наши научные журналы. Российская медицинская наука востребована в мире и никакие геополитические проблемы этому не могут помешать.

Наша справка

Красавина Диана Александровна — доктор медицинских наук, профессор, известный петербургский травматолог-ортопед, вертебролог, мануальный терапевт и остеопат. Она работает профессором на кафедре хирургических болезней детского возраста им. Г.А. Баирова СПбГПМУ, ведет активную клиническую практику и специализируется на детской хирургии, лечении позвоночника и спастичности, купировании нейропатической боли с применением ботулинотерапии.

Космос как испытательный полигон для предельных состояний материалов

Космонавтика исторически была одним из главных драйверов развития материаловедения. Многие технологии, к которым мы привыкли — сенсоры CMOS, используемые в фотокамерах смартфонов, или, например, фильтры для воды — изначально создавались для этой отрасли. Всего в мире зарегистрировано около 2000 таких изобретений, которые сегодня широко используют в сельском хозяйстве, промышленном производстве, сфере здравоохранения и ИТ.

При определении требований к материалам необходимо учитывать условия их использования в космическом пространстве, зависящие от типа орбит, срока службы и возможных изменений свойств материалов под действием среды и радиации.

При выходе на низкую околоземную орбиту аппараты сталкиваются с атомарным кислородом, который окисляет и разрушает полимерные покрытия. Дальше добавляется радиационное воздействие, приводящее к дефектам кристаллической структуры. В атмосфере Земли температура на поверхности кораблей и спутников может превышать 1500–2000°C. То есть на летательные аппараты одновременно действует сразу несколько экстремальных параметров, которые в лабораториях обычно изучаются по отдельности.

Вакуум усиливает испарение и дегазацию, а радиация и циклические температурные нагрузки разрушают микроструктуру материалов. При этом ключевая проблема здесь — не просто деградация, а потеря предсказуемости в поведении веществ. Материал может вести себя стабильно в лаборатории и резко менять свойства в космосе из-за ряда факторов, которые на Земле трудно воспроизвести одновременно даже на короткое время.

Фокус на поверхности: переход от сплавов к функциональным инженерным системам

Современные материалы для космоса представляют собой сложные иерархические системы. Учёные добиваются новых характеристик не за счёт корректировки состава, а конструируя архитектуру на атомном уровне с точностью, недоступной ещё несколько десятилетий назад.

Макроскопические свойства определяют структурные элементы материала в наномасштабе — зёрна и субзёрна. Например, уменьшая размер зерна до нанодиапазона, можно одновременно повысить прочность и сопротивление трещинообразованию, а контролируя распределение фаз — замедлить окисление при экстремальных температурах. Фактически речь идёт о «настройке» материала изнутри, когда его поведение задаётся не только химическим составом, но и точной конфигурацией структуры. Именно так сегодня создают ультравысокотемпературные керамики и углеродные композиты, способные работать при сверхвысоких температурах.

Также всё чаще материалы для аэрокосмических систем конструируют по принципу многослойности. Базовая подложка отвечает за механическую прочность, переходные слои сглаживают тепловые напряжения и различия в свойствах, а верхние функциональные покрытия защищают от радиации, окисления и износа. В результате базовый материал можно оптимизировать под прочность и массу, а критические функции вынести на поверхность. Перспективным классом жаростойких и износостойких покрытий являются аморфные материалы на основе боридов и силицидов.

Тренды в материалах для космоса: 3D-печать и цифровые двойники

Прямо сейчас аддитивные технологии меняют инженерную логику в контексте развития космических технологий. Речь идёт не только о возможности создавать детали сложной формы, которые невозможно получить традиционными методами, но и о переносе самого производства за пределы планеты, так как в условиях микрогравитации фазовые превращения и диффузия происходят иначе; даже хорошо изученные вещества могут демонстрировать новое поведение. С одной стороны, это открывает возможность получения структур, недостижимых в земных условиях, с другой — резко повышает требования к предсказуемости свойств: от стабильности порошков до управляемости процессов спекания. В перспективе космические аддитивные технологии открывают путь к появлению новых классов материалов, спроектированных с учётом особенностей среды, в которой они будут использоваться. Однако без глубокого понимания физико-химии процесса, 3D-печать в космосе останется экспериментом, а не инструментом.

Ещё один тренд — предиктивное цифровое материаловедение и цифровые двойники. Сейчас учёные заранее могут рассчитать свойства, которые хотят смоделировать, а с помощью цифровых двойников прогнозируют деградацию и подбирают параметры под конкретные нагрузки. Это позволяет не просто ускорить разработку новых материалов, но и существенно снизить их стоимость, моделируя дорогостоящие испытания. Также это сокращает технологический путь от идеи до внедрения нового материала — критически важный фактор в условиях глобальной конкуренции.

Как учёные создают материалы для новых космических миссий

Отрасль требует материалов с предсказуемым поведением на длительный срок эксплуатации, покрытий с адаптивными свойствами, систем самовосстановления и встроенных сенсорных функций. Фактически нам нужны «умные материалы», которые не просто выдерживают воздействие среды, но и умеют реагировать на неё. Учёные активно работают над их созданием, а в работе учитывают особенности сред конкретных планируемых миссий. Например, высокую абразивность лунной пыли, которая мешает на поверхности и проникает внутрь аппаратов; марсианскую радиацию, ускоряющую деградацию конструкций; венерианскую атмосферу, которая предъявляет экстремальные требования к термостойкости и химической стабильности аппаратов.

Решить эти задачи под силу специалистам, обладающим знаниями физики твёрдого тела, химии, механики и биоматериаловедения с ориентацией на строго заданные условия эксплуатации. Так конкуренция в космической отрасли становится в том числе конкуренцией материаловедческих школ.

Согласно рейтингу одной из самых авторитетных и признанных в мировом академическом сообществе аналитических компаний — Quacquarelli Symonds — российским вузом №1 по материаловедению несколько лет подряд является НИТУ МИСИС. В рамках пилотного проекта по совершенствованию системы высшего образования* у нас стартует программа специализированного высшего образования «Фундаментальная инженерия функциональных и конструкционных материалов». Как один из её преподавателей, поделюсь секретами нашего подхода в обучении. Образовательные треки «Высокотемпературные и сверхтвёрдые материалы» и «Физико-химия процессов и материалов» отражают два основных класса задач, на которые мы делаем упор. Важно, что мы с коллегами готовим не узкоспециализированных технологов, а обучаем молодых исследователей создавать материалы с заданными свойствами под конкретные условия эксплуатации: будь то металлургия, медицина или космос. При этом основу обучения составляют сквозные научные проекты, которые наши студенты ведут в лабораториях университета и на площадках партнёров, в том числе в сотрудничестве с Роскосмосом и Росатомом.

*Пилотный проект по совершенствованию системы высшего образования стартовал Указом Президента РФ в 2023 году в шести вузах: НИТУ МИСИС, МАИ, БФУ им. Канта, МПГУ, ТГУ и Горном университете. В основе новой системы лежат принципы фундаментальности, практикоориентированности и гибкости. Предусматривается уровневая структура: высшее образование, специализированное высшее образование и аспирантура. С 1 сентября 2026 года к первым шести вузам добавятся еще 11 университетов.

Иногда кажется, что космос это просто эталон холода. Со школьных времён мы помним что там вакуум, почти абсолютный ноль, -273 °C, холоднее вроде-бы некуда. И логика железная, если вокруг пустота, греть нечему, значит холодно. Всё сходится.
Проблема в том, что космос с этой логикой не особо согласен.
У космоса всё-таки есть своя собственная температура, которая выше абсолютного ноля. Всё пространство заполнено слабым излучением, которое осталось от ранней Вселенной.
И оно везде. Между галактиками, внутри галактик, в пустотах, где на миллионы световых лет нет ничего. Даже если вас закинуть в самую глухую дыру Вселенной, вы всё равно окажетесь в этом слабом тепловом «тумане». Сегодня оно остыло, растянулось вместе с расширением Вселенной, и превратилось в еле уловимый фон.
Называется это излучение - реликтовым, или космическим микроволновым фоном. Ему почти 14 миллиардов лет, и оно до сих пор греет Вселенную. Хотя греет это громко сказано.
Его температура примерно 2,7 кельвина, то есть -270,5 °C. Не курорт, конечно, но и не абсолютный ноль.
И вроде-бы кажется что если это излучение есть везде, значит холоднее него ничего быть не может. Ведь любой объект рано или поздно поглотит хоть немного энергии и выйдет на ту же температуру. Казалось бы, всё, финал, нижняя граница найдена. Но тут Вселенная, как обычно, делает вид, что не обязана подчиняться нашим «логичным выводам». Астрономы нашли место, где холоднее. Да, буквально холоднее самой Вселенной.

Есть такой объект, туманность Бумеранг. Находится в созвездии Центавра, выглядит как обычное облако газа. Ничего на первый взгляд особенного, таких туманностей полно. Но внутри неё температура около 1 кельвина, это примерно -272 °C. То есть холоднее, чем тот самый космический фон, который казалось бы задаёт предел. Как так? Физика сломалась?
Давайте разбираться.

Для начала нужно понять что такое «температура» в физике.
Потому что в быту это «холодно/тепло», а в физике это просто средняя энергия движения частиц. Чем быстрее носятся атомы и молекулы тем теплее, чем медленнее тем холоднее.
В разреженном космическом газе частицы редко сталкиваются, но всё же сталкиваются.
А ещё они поглощают и излучают фотоны, те самые крошечные порции энергии от реликтового фона. Представьте объект где-то в межгалактической пустоте. Он излучает энергию, остывает. Но на него постоянно падают фотоны реликтового излучения, слегка подогревая. В итоге наступает равновесие: сколько излучил, столько и получил. Поэтому большинство космической материи не может остыть ниже 2,7 К.
Вот поэтому открытие объекта холоднее реликтового фона стало для астрономов шоком. Значит, в природе есть процесс, который способен «перехитрить» это вездесущее нагревание.

Фокус там не в каком-то экзотическом веществе. Не в «особых атомах» и не в какой-то магии.
Туманность Бумеранг это не обычное газовое облако. Это так называемая протопланетарная туманность, редкая стадия жизни звезды, похожей на наше Солнце. Когда такая звезда стареет, она превращается в красного гиганта. Гравитация уже не удерживает внешние слои, и звезда начинает сбрасывать свою оболочку в космос. Обычно это происходит относительно спокойно, но Бумеранг исключение. Там газ вырывается наружу с бешеной скоростью, сотни километров в секунду. И именно здесь начинается физика, которая делает этот объект уникальным. Когда газ быстро расширяется - он охлаждается.
Это тот же эффект, который можно почувствовать на Земле. Вы замечали, что при распылении баллончика с аэрозолем, например освежителя воздуха на кожу, становится холодно?
Это адиабатическое расширение. Смысл прост - если газ расширяется быстрее, чем успевает получать тепло извне, его внутренняя энергия падает. А вместе с ней падает и температура.
В туманности Бумеранг это работает в космическом масштабе. Газ вырывается так быстро, что охлаждается быстрее, чем успевает нагреться от реликтового фона. Температура падает до ~1 кельвина. И вот тогда температура падает ниже общевселенского уровня.
Естественно, это не вечный режим. Газ расширяется, становится всё более разреженным, и в какой-то момент излучение Вселенной всё-таки берёт своё, температура начнёт расти обратно.

Откуда мы вообще знаем температуру этой туманности?
Хороший вопрос. Мы же туда не летали с термометром? Но это и не нужно.
Температуру мы узнаём через свет, вернее через спектры. Космический газ почти никогда не состоит из чистого водорода. Там есть молекулы, например угарный газ.
Эти молекулы излучают свет на строго определённых длинах волн, и форма этих линий зависит от температуры. Астрономы ловят это излучение радиотелескопами и субмиллиметровыми телескопами, анализируют спектр и определяют температуру, плотность и скорость газа. В случае Бумеранга наблюдения показали что туманность не поглощает реликтовое излучение, а ослабляет его. Это возможно только если газ внутри неё холоднее самого фона.

А есть ли места ещё холоднее?
Наверняка есть. Вселенная огромна, а мы видим лишь малую её часть. Чтобы стать холоднее 2,7 К, нужен особый механизм, сверхбыстрое расширение, как в Бумеранге.
Теоретически такие условия могут возникать у других умирающих звёзд, в протопланетарных туманностях, в необычных динамических структурах. Но обнаружить их трудно, холодный газ почти не излучает, его можно увидеть только по слабым спектральным линиям или по тому, как он поглощает фоновый сигнал.
Есть, конечно, холодные регионы и без всяких «трюков».

В Галактике есть например молекулярные облака, гигантские скопления газа, где рождаются звёзды. Их температура 10-20 К.

Есть тёмные туманности, они ещё более холодные, 7-8 К.
По космическим меркам это уже «морозилка». Но до уровня реликтового фона они всё равно не дотягивают.
Кстати, самые низкие температуры вообще создали не в космосе, а в лабораториях, у нас на Земле. В лабораториях охлаждают атомы до пикокельвинов, это триллионные доли кельвина. Практически абсолютный ноль. Такие температуры достигаются с помощью лазерного охлаждения, магнитных ловушек, испарительного охлаждения. В этих условиях атомы начинают вести себя как единая квантовая система, образуют конденсаты Бозе-Эйнштейна, но это уже совсем другая история.