所謂絕對零度,就是絕對無法達到的溫度,因為它會讓時間失去意義

2021-01-11 騰訊網

什麼是寒冷?對於普通人而言,零度就是寒冷,因為這是標準大氣壓下冰水混合物的溫度,如果溫度再低一點,水就會完全結成堅硬的冰。

不過零度並不是世界上最低的溫度,世界上最低的溫度被稱為絕對零度,也就是零下273.15攝氏度。絕對零度的提出是理論推導和實驗證明的結果,而在宇宙之中並沒有達到絕對零度的物質存在。對於人類而言,南極的寒冷足以令人顫慄,但迄今為止在南極錄得的最低溫度也沒有超過零下90攝氏度,而這與絕對零度還差得十分遙遠。不過在航天工程中,有一種不可或缺的物質溫度與絕對零度較為接近,那就是火箭的燃料液氫。我們通常所見的氫都是以氣體的形式存在的,而在標準大氣壓下,如果溫度達到了零下252.87攝氏度,那麼氫就會變為一種無色的液體,這就是液氫。

不過液氫也不是最低溫的事物,宇宙的溫度比它還低。

宇宙自誕生之後,一直處於冷卻之中,而最新測得的宇宙微波背景輻射溫度為零下270.42攝氏度,這已經與絕對零度非常接近了。那麼是否還能夠更接近於絕對零度呢?可以,在實驗室中,科學家們曾經把金屬銠冷卻到了零下273.1499999999攝氏度,與絕對零度只差了0.0000000001度。既然只差了0.0000000001度,為什麼不加把勁,把它冷卻到絕對零度呢?這是因為絕對零度是絕對無法達到的溫度,無論採用何種方法都不可能實現。

要弄清箇中原因,我們必須先要明白溫度是什麼?在很多人的概念中,溫度就代表著冷與熱,而這只是我們身體對於溫度的感知,而並不是溫度的本質,溫度的本質其實是運動。

宇宙中的一切都是由物質所構成的,而從微觀角度來看,所有的物質都由基本粒子所組成。

而粒子始終處於運動之中,而運動產生溫度,或者我們也可以說運動本身就是溫度。而溫度的高與低就取決於運動的快與慢。舉例而言,一塊燒紅的鐵,它內部的粒子運動速度是非常快的,而一塊冰冷的石頭,它內部的運動也從未停歇,只不過相對於熾熱的鐵塊而言,它內部粒子的運動速度較慢而已。

其實,說溫度取決於運動的快與慢並不是十分準確,更為準確地說應該是取決於運動所產生的動能,因為運動的速度是有限的,最快不可超越光速,但動能就不同了,粒子的動能並沒有確定的上限,也就是說溫度並沒有確定的上限。而通常所說的普朗克溫度只是現代物理學所能夠描述的最高溫度,而並不代表了理論上可能達到的最高溫。

溫度沒有上限,但卻有著明確的下限,這個下限就是零下273.15攝氏度,也就是絕對零度。溫度為什麼會有下限呢?因為粒子的運動不會停止,粒子的運動速度可以很慢,但絕對不會靜止。

如果粒子真正停止了運動,那麼《三體》中「沒有物理」的梗就會成真,也就是說整個物理學會因此崩塌。正如我們所有人都知道的那樣,現代物理學的兩大支柱是量子力學和廣義相對論,量子力學著眼於微觀世界,可以完美描述除引力以外的三種基本力,而相對論則在宏觀世界中對引力進行了無可挑剔的闡述。而量子力學起始於不確定性原理,簡言之就是無法同時測準粒子的位置和動量,可如果粒子能夠靜止不動,那麼不確定性原理就被打破了,量子力學就崩塌了。

而相對論明確表示宇宙中不存在絕對靜止的參考系,所以也就不存在絕對的靜止,如果粒子絕對靜止,那麼相對論也就崩塌了。

所以粒子不會靜止,絕對零度也不可能實現。那麼如果真的實現了絕對零度,又會怎樣呢?那可能是最可怕的事情了,因為一切都將變得沒有意義。

宇宙的基礎就是時空,也就是我們所說的時間與空間,在科幻作品之中,當有人發動「時間停止」能力,一切就會靜止不動,而這個畫面告訴了我們一個道理,那就是時間代表了運動,而絕對零度就代表絕對靜止,在一個絕對靜止的環境之下,時間將變得毫無意義,因為無論過去多久,一切都沒有絲毫改變,我們也可以說在完全靜止的環境下,時間根本就不復存在。當時間失去了意義,一切也就失去了意義。

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    如果能達到,時間當然會停止。我們來看看所謂的溫度是什麼?所謂的「超流體」,可以以類似液體的樣子「沿容器壁反重力向上流動」,並能從液體無法通過的狹窄間隙(飛米直徑)中流出。之所以會出現這些神奇的現象,皆因原本存在於普通液體內的「黏性阻力」變為了零。
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  • 在絕對零度下的宇宙,時間和空間將失去意義
    ,曾達到零下93.2℃。絕對零度,是熱力學的最低溫度,是宇宙中理論上溫度的下限值,也就是說,在宇宙中,任何地方,任何物體的溫度都不可能低於這個溫度。這個溫度是0K(開爾文),等於-273.15℃。在這個溫度下,任何物體的分子沒有動能和勢能,此時物體內能為0。絕對零度存在嗎在絕對零度下,物體的分子處於靜止狀態,沒有任何運動。
  • 絕對零度是宇宙中的最低溫度嗎?在絕對溫度下會發生什麼?
    是的,人們按理想氣體的溫標,通過實驗並外推得出理想氣體的熱膨脹率為1/273.15,由此確定絕對溫度的零度為零下273.15℃,這個溫度為0k(k就是開爾文,1開=1攝氏度),目前認為是宇宙間的最低溫度,稱為絕對零度。二,就目前的認知水平,我們地球文明所說的「絕對零度」是宇宙中的最低溫度。
  • 宇宙中存在絕對零度嗎?絕對零度下時間是否停止?
    但我想告訴你的是,液氮的溫度並不是世界上最低的溫度,在宇宙中有一種溫度叫作絕對零度,絕對零度約等於零下273.15度,在絕對零度下物體內部的分子結構將處於完全靜止的狀態,物體的動能和勢能也都為零。但是,絕對零度只是理論上的,物體的溫度只能無限接近而無法達到絕對零度!
  • 絕對零度是最低溫度?絕對零度也可以突破。最高溫度又是多少
    絕對零度並不意味著粒子停下運動了不過即使是物質的溫度達到絕對零度,也並不意味著分子停下運動了。微觀世界是由量子力學主導的,如果絕對零度時,分子完全不運動,那麼我們就能夠精準的測量出分子的動量和位置。這明顯違反不確定性原理。
  • 絕對零度是如何計算出來的?會有比絕對零度更低的溫度嗎?
    溫度的本質是一種分子運動劇烈程度的表現,物質表面分子越活躍,它的溫度就越高。我們將水結冰的溫度定為零度,但是其實在零度底下還有更低的溫度,其中就有一個絕對零度的概念。 絕對零度是什麼? 絕對零度是熱力學上的最低溫度,是一種理論上的最低的溫度。
  • 絕對零度和普朗克溫度是怎麼測出來的?
    物理學告訴我們,理論上最低的溫度是絕對零度,約為-273.15攝氏度,這是無法達到的低溫極限。
  • 能達到絕對零度嗎?如果說比絕對零度還低,會是什麼情況?
    我們其實心裡都知道絕對零度只是人類的定義,根據熱力學,它被定義為最低的溫標極限,在那個狀態,熵達到了最小值,也就是體系的混亂程度達到了最小值,這個狀態是可以通過降溫的辦法不斷逼近,但無法達到絕對零度,因為它是個定義,我們定義它無法達到絕對零度,你說氣不氣?
  • 若能達到絕對零度,連光也會被凍住,被凍住的光像氣體
    而晶體還擁有一個結冰點,所謂的結冰點就是能夠促使晶體由液態轉變為固態的溫度。我們最常見的結冰物質就是水了,水的結冰點就是零攝氏度。除了水之外,還有一些物質的的結冰點溫度非常低,比如在標準大氣壓下,液氮的結冰點就達到了零下196攝氏度。
  • 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?
    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。
  • 為何人類永遠都無法達到「絕對零度」?科學家給出解釋!
    其實之所以說會存在對低溫度那是因為粒子不會停止運動,也就是說,不會出現動能和勢能都為零的情況,也就是絕對零度的狀態了,為何人類永遠都無法達到「絕對零度」?科學家給出解釋。其實這一狀況終究歸於粒子運動的激烈程度,粒子運動的激烈程度越低,溫度也就會降低,直到溫度達到一個極限,粒子也就會對中完全停止運動,這也就是最低溫度了,然而這種狀況卻是根本不存在的,於是也就出現了絕對零度這個極限值。
  • 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?
  • 人類能否達到絕對零度?時間會停止嗎?
    立冬過後,北方很多地區都換上羽絨服,相信大家能夠直觀感受到氣溫變化,不同的季節,我們會改變自己的穿衣風格,雖然我們能夠感受到氣溫變化,可是我們卻難以解釋溫度,科學家表示物體溫度不進行任何運動的情況下,會達到零下273.15攝氏度。在絕對零度的情況下,地球上的時間和空間還有什麼意義?
  • 絕對零度有多可怕?在它面前,所有的時間和空間都會失去意義!
    ,粒子的動能越大,它組成的物體溫度就會越來越高,但是粒子的速度是有限的,相對來說粒子的動能可以無限的提供,溫度可以不斷的升高,但畢竟速度有限。目前物理學家發現的溫度,高達1.42×10的32次方攝氏度,這個溫度相當於宇宙大爆炸一瞬間達到的高度,而且在宇宙大爆炸之後,沒有任何一個瞬間溫度有這麼高,相比較來說目前人們沒有發現比這個溫度更高的溫度了,只能通過量子力學來創造比這個溫度更高的溫度,那麼想要讓溫度變得足夠低,就是要讓粒子的動能變得足夠小。
  • -273.15℃絕對零度,究竟多可怕?時間、空間都將毫無意義
    時間與空間都將毫無意義你知道地球上最低溫度能達到多少度嗎據了解高溫目前是沒有上限的,但是低溫卻有一個最低的下限,那就是人們常說的絕對零度,絕對零度的溫度可以達到-273.15攝氏度,為什麼溫度會出現下限,卻沒有上限呢?宇宙中還會不會有更低的溫度出現呢?今天小編就帶領大家一起探討一下絕對零度這個話題。