能達到絕對零度嗎?如果說比絕對零度還低,會是什麼情況?

2020-12-05 科學船塢

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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?

不說熱力學定律,上世紀初發展而來的量子力學也告訴我們,無論你的溫度有多低,都存在一個最低的能量態,稱為基態,這股子能量被稱為零點能,也就是說,無論怎麼樣,都有基礎的能量存在,你所幻想的那些達到絕對零度出現的奇異情況,並不會發生。

溫度在日常生活中,我們認為它是定義冷熱程度的,在微觀層次上,它是粒子運動的劇烈程度,比如說溫度越高的一團氣體,組成氣體的分子、原子運動的就比較劇烈,所以溫度是分子、原子集體熱運動的表現,如果單說一個分子、原子,是不需要考慮溫度的。

而在絕對零度是什麼情況呢?絕對零度意味著所有的分子、原子熱運動都停止了,不會有任何熱輻射存在,但是並不意味著其它運動停止了,因為定義只是說熱運動停止了,其實,即便,我是說即便達到了絕對零度,量子效應也依然存在,物質也依然存在。

那超過了絕對零度會是怎樣的情況呢?

比絕對零度還低?這真是觸碰了想像的邊界了,好吧,我覺得如果真有這樣的情況,那只能說明那片空間自始至終都沒有能量、熱量,也就是咱們常說的「虛無」,但是咱們大家都知道,絕對的「虛無」是不存在的,就連真空環境也被比喻為沸騰的量子海洋呢。

說歸說,最後還是要總結一句:絕對零度無法用人工降溫的辦法來達到,更不用說低於絕對零度了,絕對零度是極限,而且它還是理論定義的極限,目前來看,在實驗室中無論用什麼辦法,都只能逼近絕對零度,只是逼近而已。

文/科學船塢

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    為什麼說絕對零度是物體的最低溫度呢?如果物體有最低溫度,那麼有沒有最高的溫度呢?首先說一下絕對零度是多少呢?就是攝氏零下273.15°,如果用國際溫度標準開爾文的話,那麼絕對零度就是0開爾文了。溫度除了表達冷熱程度,還可以理解為大量粒子隨機運動劇烈程度的平均描述。當我們用手觸摸一個物體的時候,這個物體表面的微粒正在劇烈地運動,我們皮膚上也有原子和分子。當兩個一觸碰,振動劇烈的一方會帶動振動不那麼劇烈的一方,這種刺激就會被神經傳給大腦,經過大腦的加工,就會產生溫度的感覺了。
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    這種問題的實際有意並不大,與網絡上經常問的「如果超光速會發生什麼?」本質上是一樣的。現代科學已經表明,絕對零度只能無限接近,根本無法達到更不可能製造出低於絕對零度的環境了。
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