如果將宇宙的溫度降到絕對零度,那麼時間就會停止?沒那麼簡單!

2020-12-06 魅力科學君

討論這個問題之間,我們有必要先簡單了解一下絕對零度以及時間的定義。

一個物體的溫度來自於其內部的微觀粒子的運動,如果一個物體內的所有微觀粒子都停止了運動,那麼這個物體就達到了一個理論上的最低溫度,即絕對零度(零下273.15攝氏度)。

再來看時間的定義,事實上我們只能對「時間」這個物理量進行抽象的定義,即時間是物質的運動以及變化的連續性、順序性的一種度量。也就是說,如果宇宙中的物質不再具有運動或者變化的性質,那麼我們就可以認為時間停止了。

如果宇宙的溫度降到絕對零度,就意味著宇宙中的所有微觀粒子都停止了運動,相應的它們也不會再發生變化。在這種情況下,宇宙中的所有物質都不再具備運動和變化的性質,從以上我們對時間的定義來講,這是不是就可以說明,如果將宇宙的溫度降到絕對零度,那麼時間就會停止?

雖然絕對零度不可能達到,但從理論上來講,這個結論看上去似乎這是正確的,然而量子力學卻告訴我們,沒那麼簡單!因為即使真的達到了絕對零度,宇宙中依然會有一種能量存在,那就是「真空零點能」。

量子力學認為,在宇宙真空中蘊含著巨大的本底能量,即「真空零點能」,這種能量會以正負虛粒子的形式不斷地形成,然後又成對地湮滅。

根據這個理論,1948年,荷蘭物理學家亨德裡克.卡西米爾(Hendrik Casimir)提出了一個猜想,他指出如果在真空中,將兩個物體的間隙縮小到一定的程度,那麼這些真空中的虛粒子就不能在兩個物體之間形成。

而在其他位置形成的虛粒子,就會對這兩個物體造成影響,使它們有靠攏的趨勢,表現為兩個物體之間產生了吸引力。這就是有名的「卡西米爾效應」,1996年,科學家通過實驗證實了「卡西米爾效應」真實存在。

這也證明了量子力學中關於「真空零點能」的理論。因此,從量子力學的角度來看,即使整個宇宙都降到了絕對零度,但在量子真空裡依然還有量子漲落。這就意味著,在絕對零度下,宇宙中還是存在著運動和變化的性質,那麼時間當然也就不會停止。

時間的本質是什麼?我們現在還不是很清楚,只能說宇宙的神秘遠遠超出了我們的想像,我們現在了解到的,只不過是宇宙的冰山一角,也許還遠遠稱不上「冰山一角」。

好了,今天我們就先講到這裡,歡迎大家關注我們,我們下次再見`

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    此時,溫度也會降到最低,對應的溫度被稱為絕對零度,其大小為-273.15 ℃(或者0 K),這是根據實驗結合理論推導出來的結果。正因為如此,溫度不會無限降低,絕對零度是溫度的下限。
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