絕對零度,一個稍顯陌生的名字,它與我們平常所說的「零攝氏度」有何區別?它似乎象徵著「冷的極致」,那麼絕對零度究竟有多可怕?當人類與它狹路相逢時,存活下來的機率又有幾成?帶著這些疑問,下面開始我們今天的話題。
絕對零度是「開氏溫標」的下限值,它區別於「攝氏溫標」的零度,進行單位換算:絕對零度,等於零下273.15攝氏度。這是一種理想狀態下所能達到的最低溫度。
在熱力學的世界裡,溫度其實就是物質內部分子、原子等粒子熱運動的宏觀表徵,亦是物體內部粒子勢能和動能的集合體現。粒子的運動是相對的,不可能出現完全靜止狀態,所以,絕對零度只存在於「數學殿堂」的邏輯世界裡,自然界中沒有它的棲身之所,人類也不能在實驗室裡將它製造出來,只可以無限接近於它。
馬克思·普朗克告訴我們,粒子的速度不確定性與位置不確定性的乘積一定不能小於普朗克常數,這又被稱作「海森堡不確定性關係」。然而當一個粒子處於絕對零度時,它的運動速度為零,顯然違背了上述不確定性原理。所以,這從另外一個方面驗證了絕對零度的不可實現性。
在大氣壓下,水的冰點是0攝氏度,也就是273.15開爾文;我國的「至北疆」漠河,冬天的氣溫是零下50-60攝氏度;民航飛機在8000米的高空飛行,機艙被零下80攝氏度的空氣所包圍,「世界屋脊」珠穆朗瑪峰海拔8800多米,它的峰頂大抵同等寒冷;南極的冬天氣溫低至零下90攝氏度,是地球上最嚴寒的地方。
脫離地球,讓我們把視線投入太空。在太空中,物體距太陽越遠,接收太陽光的熱愈少,則溫度越低。月球背面的溫度為零下160攝氏度;被剔出「大行星」之列的冥王星表面溫度為零下229攝氏度;6000光年外的「回力棒星雲」號稱「宇宙冰匣子」,乃宇宙至寒至冷之地,溫度降到了驚人的零下272攝氏度,大概只比絕對零度高那麼小小的一度。
然而,絕對零度(-273.15K)卻都低過了上述所有的溫度,它是溫度不可能達到的「理論下限值」。如果絕對零度現身,那麼萬物都將在凍結中消弭於無形,物質世界土崩瓦解,宇宙徹底淪為一片「虛空墳場」!
低溫是一把物質世界的雙刃劍,它的一面鋒刃威脅著生命的存活,另一面鋒刃卻為生命的保障和延續劈開道路:「人體冷凍技術」給我們提供了一輛「時空飛船」,在零下196攝氏度的「冬眠倉」裡,我們的生命活動被暫停或延緩,據此跨越時間的維度,等待著在陌生的未來世界裡被再度喚醒!然而人體冷凍技術所需低溫不過-196攝氏度,在無限逼近絕對零度之前,我們身體70%的水分會融化為冰,撐破我們的身體,炸裂我們的眼球,讓我們頃刻間赴死!
絕對零度臨世之際,人類會作古,萬物會消弭,宇宙也會淪陷!
絕對零度如此厲害,那麼你想當然地認為,它就是宇宙中當之無愧的「龍頭老大」了?其實錯了,宇宙中還有一種「零點真空能」能夠吊打它,感興趣的同學不妨去了解一下,為自己的知識寶庫充充電,做一個好學博學之人吧!