人造最高溫度已達5.5萬億度，卻為何達不到-273.15度的絕對零度？

2020-08-19 叮咚看點

我們的宇宙中最低溫度是零下273.15攝氏度，叫絕對零度，目前達到的最高溫度是5.5萬億攝氏度，-273.15和5.5萬億這兩個數字看上去後者似乎比前者更難，但在物理學中前者就好像光速一樣，你只能無限接近它，但永遠不可能達到它。那麼人類為什麼永遠無法達到絕對零度呢？我們來聽聽西瓜視頻創作者宇宙觀察的科普吧~

這個問題涉及到溫度的本質，溫度是因為粒子運動才出現的，所以說只要有粒子運動就有溫度隨之產生，因此想要實現絕對零度，首先就要讓所有的粒子停止運動。但量子力學中有一個不確定性原理，大意是說類似核外電子這樣的微觀粒子是無法被同時確定位置和動量的，科學家們只能用概率來描述它們。

在任何物質都由原子組成，原子又由電子和原子核組成的情況下，無法定位電子就無從休止電子，因此電子就會無休止的運動下去，而運動就會帶來熱量，儘管這種熱量極其微弱，但確確實實阻止了絕對零度的出現。

目前物理學家在實驗室用雷射製冷形成過0.5納開爾文的低溫，僅比絕對零度高20億分之一k，儘管距離絕對零度已如此之近，但物理學家們明白自己不可能到達絕對零度，就像存在靜止質量的物體無法達到光速一樣。

在量子力學禁止人類生成絕對零度的同時，相對論也禁止人類生存最高溫度，如果說絕對零度就是粒子的絕對靜止，那麼最高溫度就是粒子運動速度的上限，也就是光速。但微觀粒子中除了光子，其餘都是存在靜止質量的，所以它們都無法達到光速，這樣一來最高溫度的實質表現就是粒子無限接近光速，而無限很明顯是沒有盡頭的，所以最高溫度也沒有盡頭。

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  • 人造最高溫度已達10萬億度，但為何達不到-273度的絕對零度
    在粒子加速器中，粒子被加速到亞光速，它們獲得了巨大的動能，一旦它們之間發生高速碰撞，就會產生極高的溫度。目前，人造最高溫度的紀錄是由大型強子對撞機創下的，氫原子核和鉛原子核的高速碰撞製造出了10萬億度的超高溫。
  • 人造最高溫度已達10萬億度，最低溫度達不到-273.15度？
    值得注意的是，這項研究在進行時，粒子被加速到亞光速，然後發生高速碰撞，產生了5.5萬億攝氏度的超高溫。之後的實驗中，通過粒子間的高速碰撞，又再次打破了這個紀錄，誕生了有史以來人造最高溫——10萬億攝氏度。
  • 人造高溫已達5.5萬億度,為何零下273.15度卻無法達到?
    如果不考慮「持續性」的話，人造最高溫度就是5.5萬億攝氏度，由歐洲大型強子對撞機在2012年生成，只在粒子對撞瞬間出現過。什麼是溫度？但相比動輒幾千億幾萬億的高溫，低溫之路明顯要短的多，因為在我們的宇宙裡最低溫度就是絕對零度，熱力學上叫0K，換算一下就是零下273.15攝氏度。
  • 人造高溫已達5.5萬億度，零下273.15度卻無法達到？
    如果不考慮「持續性」的話，人造最高溫度就是5.5萬億攝氏度，由歐洲大型強子對撞機絕對零度，熱力學上叫0K，換算一下就是零下273.15攝氏度-273.15℃，這個在數量級上和5.5萬億℃相差甚遠的數字，在外人看起來似乎「更容易達到」，但事實上它就是物理學家的鏡中花水中月，
  • 人類可製造5.5萬億度高溫,卻無法達到絕對零度,這是為什麼?
    人類可製造5.5萬億度高溫，卻無法達到絕對零度，這是為什麼？溫度是一個神奇的概念，人體的溫度一般維持在37攝氏度左右。如果超過這個溫度，意味著身體發燒了，要及時就醫。每當天氣有任何變化，我們都能直觀的感受到溫度的上升或下降，全球氣候變暖導致全球各地溫度直線攀升，每個人深有感觸。站在物理學的角度上來看，溫度是粒子運動速度的外在表現，它並不是所謂宏觀意義上的溫度。正因為如此，物理學家才能利用加速器，製造出歷史上最高的溫度5.5萬億攝氏度，這是一個非常恐怖的概念，100攝氏度的水蒸氣我們都難以承受，別提破萬億的溫度了。
  • 絕對零度達不到，但人類創造的最逼近絕對零度的溫度是多少？
    眾所周知，人類利用溫度來表示物體的冷熱程度。不僅如此，科學家還發現了所謂的絕對零度，它位於零下273.15攝氏度。但是，物理定律告訴我們，絕對零度是無法達到的，我們只能無限接近它。那麼問題就來了，我們是如何發現絕對零度的？人類能達到的最低溫度是多少度？
  • 絕對零度是零下273.15度,那宇宙中的最高溫度是多少?
    很多人都知道，在熱力學理論之下最低的溫度是零下273.15攝氏度，也就是我們所說的絕對零度。當物質達到這一溫度，連原子都會凍結。那與此對應的宇宙中最高的溫度又是多少，當達到最高溫度上限時又會出現怎樣無法用常理解釋的事情呢？
  • 最高溫度能達到5.5億度最低溫度才零下200多度西瓜視頻告訴你答案
    2020年4月2日，位於合肥的東方超環可控核聚變實驗裝置首次實現了一億攝氏度情況下穩定運行10秒，這一成就意味著人類文明距離成功實現，可控核聚變又進了一步，但目前人造最高溫度並不是1億攝氏度。居然能產生這麼大的溫度。今天無意中聽到這一話題，然後就在想，最高溫度居然可以這麼高，那麼最低溫度呢？帶著這樣的疑問，我在西瓜視頻上找到了答案，我們來聽聽西瓜視頻創作人是怎麼說的。在物理學中溫度是粒子運動速度的外在表現，並不是宏觀意義上感覺到的溫度，正因如此，加速器中的單個粒子才能達到5.5萬億攝氏度的超高溫，而不對宏觀世界產生影響。
  • 絕對零度:最低溫度的極限:宇宙中永遠達不到的溫度:-273.15℃
    今天我們知道，是零下273.15℃，這也就是被稱之為絕對零度。那麼我們不禁要問，既然我們這個數字是怎麼得到的呢？它又是怎麼被發現的呢？這條直線如果往左邊繼續延伸的話，它就可以和橫坐標相交，而相交的這一點，對應的氣體體積為0，溫度就是-266.6℃（後來被修正為-273.15℃）。那麼，氣體的膨脹係數也就是1/266.6。呂薩克沒有深究這一點的物理意義是什麼，因為他的這項工作是要解決氣體物質在發生化學變化的時候，一定空間裡的氣體粒子是否數目相同。
  • 為什麼宇宙最高溫度達到1.4億億億億度,最低溫度卻是絕對零度-273度?
    在整個尺度下，宇宙是存在著最高溫和最低溫度的，其中最高溫是1.4*10^32K（1.4億億億億K，K是溫度的單位卡爾文），最低溫度是絕對零度0K，也就是零下273.15℃。這個最高溫度來自於炙熱的奇點大爆炸，隨著大爆炸的進行，溫度一直在下降，到如今這個溫度已經很低很低，接近於絕對零度，我們目前還可以利用探測器探測到這個餘溫，大概是2.7K，僅僅比絕對零度高2.7度，是遍布全天的背景輻射，於是也被叫做宇宙微波背景輻射
  • 溫度有零下273.15度的最低點,為何有沒有最高點?
    至於參考點就是水，如果水能夠結冰那麼就是零度以下。如果水不不能結冰，就是零度以上。溫度雖然是有分界點的，但可以說在我們日常的生活經驗裡，他並沒有上線。它可以是幾百度，幾千度甚至上萬度，比如說在太陽的表面，它的溫度能夠達到5000℃，而在內部竟然可以達到1500萬攝氏度。這還並不是最高的，在一些核實驗的內部之中，竟然可以產生高達上億度的溫度。
  • 零下1000度有多冷，溫度最低-273.15℃能凍結原子(圖片)
    低溫和高溫其實都有限度的，最低溫度也叫絕對零度為-273.15℃，在這個溫度下，連原子都將被凍結而無法運動，就像是時間靜止一樣，所有能動的物體都將被凍結。所以零下1000度有多冷這個問題，本身就是一個錯誤的問法。溫度在達到-273.15℃之後，就再也無法下降，這就是低溫的限度。
  • 為什麼宇宙最低溫度是-273.15度?
    ：冰水混合物的溫度是0度，水沸騰溫度是100度（標準大氣壓下），如果當初人類制定的這兩個標尺有所變化，比如說我們定義「冰水混合物溫度為100度」，那麼最低溫度就不會是-273.15度了！ 我們今天所要說明的是為何宇宙中存在一個最低溫度（絕對零度），而不能再低了？
  • 宇宙最高溫度高達1.4億億億億度,為何最低溫只有-273度?
    根據物理理論的推斷，我們宇宙是存在最高溫度和最低溫度的；由於我們把水的三相點定義為273.16K，在攝氏溫度中把冰水混合物定義為0℃，所以最低溫度就為-273.15℃，最高溫度為1.416833*10^32 K。
  • 零下273.15度的絕對零度有多可怕？時間和空間的意義都將消失！
    雖然粒子的最快速度是有限的光速，但由於相對論效應，粒子的動能可以是無限的，所以溫度可以無限升高。不過，目前的物理學所能描述的最高溫度是普朗克溫度，其大小約為1.42×10^32度，這個溫度只在138億年前宇宙大爆炸的一瞬間達到過。對於普朗克溫度以上的狀態，現代物理學還無法描述，只能等待未來量子力學的創立。
  • 零下273.15度的絕對零度有多可怕?時間和空間的意義都將消失!
    雖然粒子的最快速度是有限的光速，但由於相對論效應，粒子的動能可以是無限的，所以溫度可以無限升高。 不過，目前的物理學所能描述的最高溫度是普朗克溫度，其大小約為1.42×10^32度，這個溫度只在138億年前宇宙大爆炸的一瞬間達到過。對於普朗克溫度以上的狀態，現代物理學還無法描述，只能等待未來量子力學的創立。
  • 突破絕對零度 下限遠不止-273.15攝氏度
    目前科學家通過努力，突破了絕對零度。什麼是絕對零度呢？就是說0K約等於攝氏溫標零下273.15攝氏度，也就是0開氏度，在此溫度下，物體分子沒有動能和勢能，動勢能為0，故此時物體內能為0。物質的溫度取決於其內原子、分子等粒子的動能。在絕對零度的下，微觀粒子都停止了運動。
  • 絕對零度為何正好是-273.15度,後面的小數點有何意義?
    筆者-小文我們總是感到疑惑，為何宇宙中沒有最高溫度，卻存在著絕對零度呢？溫度的上限或者下限又是由什麼決定的？普朗克溫度又被稱為是普朗克熱點，以德國物理學家馬克斯·普朗克命名，這是一個溫度的計量單位，也是絕對零度的相反概念，而物理學家普朗克認為，任何物質只要超過普朗克溫度，它就會失去意義。
  • 宇宙中的絕對最高溫度有多高?
    組成物質的分子運動速度越快，表現出來的溫度越高，那麼物質內部的分子普遍停止運動就應該是宇宙間的最低溫度。宇宙間有最低溫度這是物理常識。理想氣體的熱膨脹率為1/273.15，因此確定零下273.15℃為絕對溫度零度，這就是K氏絕對零度。換算成攝氏度，那麼零攝氏度就是273.15K；100攝氏度就是373.15K；1000攝氏度就是1273.15K；K氏溫度和攝氏溫度的換算非常簡單。
  • 高溫可以無限,低溫最低是-273.15℃?宇宙中最高的溫度是多少?
    摘要：絕對零度是-273.15℃，即k氏溫度的0K，家裡的冰箱可達零下十幾度，乾冰可達-78.5℃，液氮可達-196℃，但是很明顯，高溫容易達到數百度，劃火柴可達到約400-500℃。為什麼低溫有下限，高溫沒有上限？-273.1499999999℃，但離絕對零度還有一步！