零下273.15℃的絕對零度有多可怕?時間和空間都會失去意義

2020-12-03 量子探索

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

01寒冷

寒冷的冬季,是許多動物的噩夢,因為冬季的溫度較低,食物來源減少,同時為了對抗低溫,生物的能量消耗會大大增加,正是因為這個原因,在地球的兩極有大量的空間,生物種類卻很少,可以在低溫的極端環境下生產的生物,基本都有一手「絕活」

那麼在浩瀚的宇宙中,最低的溫度又是多少,最寒冷的地方會有多冷呢?其實在熱力學中,存在一個「絕對零度」,也就是溫度的下限,宇宙的最低溫度只可能是絕對零度,不可能出現比絕對零度還要低的溫度。

但是絕對零度並沒有我們想像中的低,只有-273.15℃,和宇宙中出現的高溫相比,這個數字很小,目前地球上的科學家已經利用離子對裝機實現了1.4億億億億攝氏度的高溫,並且科學家推測,宇宙大爆炸的瞬間溫度是無窮大的,這就代表宇宙中的高溫沒有上限,低溫卻存在絕對零度的限制,為什麼高溫和低溫的差別這麼大呢?

其實越是看似簡單的理論就越難證實,在我們的理論中,絕對零度和有質量的物體達到光速一樣,是永遠無法真正實現的,因為有質量的物體達到光速後,質量也會變成無窮大,因此有質量的物體無法實現光速,而在溫度接近絕對零度時,也會出現同樣的情況,如果達到絕對零度後,分子的動能和勢能都會變成0,也就是停止了一切運動,一切陷入永恆的靜止中,也就說說一旦達到絕對零度後,時間和空間都會失去意義,這是一個讓人感到害怕的答案。

02時間也會被「凍結 」?

時間是人類製造出來的抽象概念,如果宇宙存在一個結局的話,並不是時間走到盡頭,而是宇宙中的所有區域都達到「絕對零度」,一切分子的運動都停止,當宇宙陷入永恆的靜止後,對於人類來說,時間也就自然而然地消失了,可是對於宇宙來說,宇宙空間仍然存在,只不過一切都進入了靜止狀態。從目前來看,宇宙迎來這樣的結局需要漫長的時間,畢竟宇宙中還存在這麼多的恆星以及大量的天體,即使這些天體在漫長的時間中一一消失,仍然有暗物質和暗能量在支撐著宇宙運轉。

目前我們的宇宙經歷了138億年的漫長時間,從宇宙大爆炸開始的炙熱慢慢降溫,如今空洞的宇宙空間中,平均溫度在零下270.42攝氏度左右,也就是說宇宙大部分區域都是極度寒冷的,但是我們都知道宇宙中存在大量的恆星,這些恆星都無比的炙熱,也在不斷的釋放著熱輻射。

曾經就有科學家提出,既然宇宙中存在著大量的恆星,為什麼宇宙空間沒有被照亮,仍然是一片黑暗呢?在不考慮宇宙膨脹的前提下,唯一的原因就是「宇宙實在太大了」,我們太陽系這樣的普通恆星星系,直徑都在1~2光年之間,銀河系的直徑更是高達數十萬光年,就算是炙熱如恆星,也無法照亮溫暖這麼空曠的空間。

從根本上來看,宇宙平均溫度如此之低是因為宇宙太空曠,熱量分布十分不均勻,目前科學家已經在實驗室中利用現今的儀器,把一塊銠金屬的溫度降低到了零下273.1499999999攝氏度,無限接近絕對零度。

03絕對零度會是宇宙的結局嗎?

從宇宙的平均溫度就可以看出來,暗物質和暗能量和我們常識中的物質能量不同,不僅僅無法被人類觀察,似乎也不會造成溫度的變化,這就導致了我們的宇宙中雖然存在大量的暗物質,平均溫度卻很低。

宇宙中的「熵」在不斷增加,從宇宙如今的平均溫度就可以看出來,在138億年的時間後,宇宙中的行星雖然高度有序,宇宙空間本身的熵在不斷延伸膨脹中慢慢增加,當然距離真正的絕對零度還很遙遠,那麼宇宙的結局真的會是隨著熵的不斷增加,分子的運動越來越緩慢,宇宙空間的混亂程度不斷增加,直到一切都進入混亂的虛無,分子也停止運動嗎?

一切都停滯進入絕對零度的「熱寂論」是很多人認可的宇宙結局,但是也有一部分人認為,人類文明出現的時間太短暫了,用我們的理論去解釋宇宙存在很大的局限性,假如人類沒有滅絕,科技一定會越來越發達,宇宙進入熱寂的時間需要很久很久,或許是千億年以上,到時候人類或許已經可以探索其他平行宇宙,不用為了宇宙的結局擔心。

宇宙的結局是什麼?距離我們太過遙遠,或許我們更應該專注於當下的生活……

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    所以很容易得出絕對零度的概念,當物體分子幾乎不做任何運動時,物體的溫度將下降到一個極限值,也就是零下273.15℃。這個數字大嗎?一點也不大,科學家早就在實驗室裡,製造出了1.4億億億億攝氏度的可怕高溫。科學家還猜測,奇點發生大爆炸時的溫度,會比這個值還要大。理論上來說,在我們的宇宙裡,溫度是沒有上限的,下限就是絕對零度。絕對零度有多可怕?
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  • 科學重大發現:零下273.15℃的絕對零度有多可怕?時間和空間還有意義嗎?
    所以很容易得出絕對零度的概念,當物體分子幾乎不做任何運動時,物體的溫度將下降到一個極限值,也就是零下273.15℃。    這個數字大嗎?一點也不大,科學家早就在實驗室裡,製造出了1.4億億億億攝氏度的可怕高溫。科學家還猜測,奇點發生大爆炸時的溫度,會比這個值還要大。理論上來說,在我們的宇宙裡,溫度是沒有上限的,下限就是絕對零度。
  • 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!
    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。目前已知最接近絕對零度的溫度是在實驗室中實現的,物理學家把一塊金屬銠冷卻到了-273.1499999999 ℃,但仍然高出絕對零度0.0000000001度,就是無法達到絕對零度。那麼,為什麼溫度不能冷卻到絕對零度?
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    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。
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  • 零下273.15℃和1.4億億億億℃有多可怕?時間和空間都將失去意義!
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  • -273.15℃絕對零度,究竟多可怕?時間、空間都將毫無意義
    導語:-273.15℃的絕對零度,究竟有多可怕?而我們預測的最低溫竟然才只有-273.15攝氏度。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。
  • -273.15℃絕對零度,究竟多可怕?時間、空間都將毫無意義
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  • 絕對零度到底有多冷,能凍住光嗎?-273°使時間和空間都失去意義
    我們總是關注這個世界可能會被自然災害滅亡,可是卻忽視了溫度的存在,溫度的極端變化會使得一切空間變得沒有任何意義。那麼在浩瀚的宇宙中,最低的溫度是多少呢?世界上最低的溫度其實也沒有我們想像的那麼低,至少與最高溫度比起來相差甚遠(雖然最高溫度還沒有定義)。最低溫度被稱為絕對零度,是熱能學上的最低溫度,低至零下273.15°。
  • 凍結時間凍結光?-273.15℃的絕對零度究竟有多可怕!
    太陽恐怖的溫度與高溫相反,我們從未聽到過零下300度存在,事實上,宇宙的溫度有一個下限,這是一個理論值,只能無限接近卻無法達到,這就是我們經常提到的絕對零度,也就是零下273.15度!絕對零度意味著所有物質的運動都將停止,其中也包括了質子、電子等量子以及夸克等更加基礎的物質構成。按照物質的組成,如果電子靜止了,原子也就崩潰了,物質必然消失,最後只剩一個空蕩蕩的宇宙。以愛因斯坦「物質與空間相互依存」的觀點來看,沒有不存在於空間中的物質,也沒有除去物質的純粹空間。物質的真正消亡,必將伴隨著空間的消除。
  • 在絕對零度下的宇宙,時間和空間將失去意義
    由多個國家組成的科研團隊曾經在實驗室創造出了比絕對零度僅僅高一點點的溫度,大約是零下273.14999℃。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。
  • 零下273.15攝氏度可怕嗎?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?
  • 絕對零度是什麼?科學家表示,時間和空間可能會失去意義!
    絕對零度是什麼?科學家表示,時間和空間可能會失去意義!人類作為一個特殊的矛盾體,總是會產生很多稀奇古怪的想法。當夏季來臨的時候,由於受不了炎熱的天氣,便十分渴望寒冬天的到來。當溫度降低之後,農作物會受到影響,有些生物就會失去食物來源。這就是為何在氣候寒冷的南北兩極,很少會有物種生存。到目前為止,我們能知道的最低溫度就是絕對零度,當粒子動能低於最低點時,物質就會達到絕對零度,這種環境下,物質將會停止運動,其範圍大約在零下273.15攝氏度。這個溫度比起宇宙的高溫,的確有點小巫見大巫。
  • 273.15℃的絕對零度,究竟有多可怕?時間與空間都將毫無意義
    而我們預測的最低溫竟然才只有-273.15攝氏度。 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。
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