微生物|零下273.15℃的绝对零度,到底意味着什么?时间、空间都被彻底冻结


微生物|零下273.15℃的绝对零度,到底意味着什么?时间、空间都被彻底冻结
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从理论上来说 , 宇宙中是不存在温度上限的 , 即便是1.4亿亿亿亿摄氏度的普朗克温度 , 也只是科学家基于光速无法超越的基础之上 , 通过公式推导出来的上限值 。 如果有一天我们发现了比光速更快的速度 , 那么宇宙的温度上限必然也会被再次刷新 。
但是在这里 , 有这样一个令很多人百思不得其解的问题 , 那就是温度在理论上不存在上限 , 但它却存在一个科学界公认的下限 , 也就是被称为宇宙最低温的绝对零度 , 而这个温度的数值更是令人感到不可思议 , 因为它只有-273.15摄氏度 。
那么 , 为什么绝对零度只有这点儿呢?它的精确数值又是如何得到的呢?这样的低温到底又意味着什么呢?
在生活中 , 我们能够接触到的最低温 , 大概就是液氮制造出的温度了 。 在常压下 , 液氮的温度约为-196摄氏度 , 这样的温度已经足以将任何我们能够想到的物体彻底冻结 。
当然 , 这还仅仅是-196摄氏度的低温 , 要知道的是 , 宇宙中还存在比它更低的温度 , 就目前来说 , 科学家们发现的“飞镖星云” , 其温度就一度低至了-272摄氏度 。
据了解 , “飞镖星云”是由恒星 , 在死亡前喷发出的气体形成的 , 由于这些气体本身就并不蕴含多少能量 , 而它们的扩散则还需要消耗能量 , 因此伴随着气体的扩散 , 其内部所蕴含的能量会越来越低 , 这才最终造成了它内部如此之低的温度 。
虽然“飞镖星云”的温度已经低至了一个极限 , 但是比起-273.15摄氏度的绝对零度来说 , 还是要高出1.15摄氏度的 , 虽然这个数字看上去很小 , 但是要想达到它 , 却是根本不可能的事情 。 为什么会这么说呢?
在这里 , 我们有必要先补充下绝对零度的由来 , 事实上 , 类似于普朗克温度 , 绝对零度也是科学家们通过数学公式进行推算得到的 , 但不同于普朗克温度的是 , 绝对零度是一个公认的不可被打破的极限 。
在中学时期 , 大家应该都曾接触过理想气态方程 , 在理想气态方程中 , 当温度降低到-273.15摄氏度时 , 气体的体积或压强便会减小到零 , 从极限的角度来看 , 这是根本不可能实现的 , 因此 , -273.15摄氏度也就被定义为了低温的极限 。
而当我们从分子运动论的观点出发 , 你就会发现 , 理想气体分子的平均平动动能 , 由温度T决定的 , 而当这个温度T减小到-273.15摄氏度的时候 , 气体分子的运动也就将彻底停止 , 这在现实中也同样是不可能达到的 , 因此从这点来看的话 , 这样的温度也就是不可能达到的低温极限了 。
-273.15摄氏度的绝对零度 , 到底意味着什么呢?这里我们还是从分子运动论的观点来解释这个问题 , 当温度达到绝对零度的时候 , 分子的动能将彻底消失 , 这也就意味着分子的运动将会彻底停止 , 这里的运动停止不仅包括分子震动的停止 , 还包括分子内部原子电子运动的停止 。
也就是说 , 在绝对零度的空间里 , 里面的一切事物都会处于绝对静止的状态 , 在这样的状态下 , 时间也将变得失去意义 。 如果换一种相对夸张的说法 , 你可以理解为 , 在绝对零度的温度之下 , 时间也会被彻底冻结!
【微生物|零下273.15℃的绝对零度,到底意味着什么?时间、空间都被彻底冻结】不过话说回来 , 在最后大川突然想到了这样一个问题 , 那就是当普朗克温度遇到了绝对零度 , 届时会发生什么呢?是宇宙最高温被瞬间冻结 , 还是宇宙最低温被瞬间打破呢?