-273.15℃的绝对零度,到底意味着什么?连时间、空间都被会冻结
从理论上来说,宇宙中是不存在温度上限的,即便是1.4亿亿亿亿摄氏度的普朗克温度,也只是科学家基于光速无法超越的基础之上,通过公式推导出来的上限值。如果有一天我们发现了比光速更快的速度,那么宇宙的温度上限必然也会被再次刷新。
但是在这里,有这样一个令很多人百思不得其解的问题,那就是温度在理论上不存在上限,但它却存在一个科学界公认的下限,也就是被称为宇宙最低温的绝对零度,而这个温度的数值更是令人感到不可思议,因为它只有-273.15摄氏度。
那么,为什么绝对零度只有这点儿呢?它的精确数值又是如何得到的呢?这样的低温到底又意味着什么呢?
在生活中,我们能够接触到的最低温,大概就是液氮制造出的温度了。在常压下,液氮的温度约为-196摄氏度,这样的温度已经足以将任何我们能够想到的物体彻底冻结。
当然,这还仅仅是-196摄氏度的低温,要知道的是,宇宙中还存在比它更低的温度,就目前来说,科学家们发现的“飞镖星云”,其温度就一度低至了-272摄氏度。
据了解,“飞镖星云”是由恒星,在死亡前喷发出的气体形成的,由于这些气体本身就并不蕴含多少能量,而它们的扩散则还需要消耗能量,因此伴随着气体的扩散,其内部所蕴含的能量会越来越低,这才最终造成了它内部如此之低的温度。
虽然“飞镖星云”的温度已经低至了一个极限,但是比起-273.15摄氏度的绝对零度来说,还是要高出1.15摄氏度的,虽然这个数字看上去很小,但是要想达到它,却是根本不可能的事情。为什么会这么说呢?
在这里,我们有必要先补充下绝对零度的由来,事实上,类似于普朗克温度,绝对零度也是科学家们通过数学公式进行推算得到的,但不同于普朗克温度的是,绝对零度是一个公认的不可被打破的极限。
在中学时期,大家应该都曾接触过理想气态方程,在理想气态方程中,当温度降低到-273.15摄氏度时,气体的体积或压强便会减小到零,从极限的角度来看,这是根本不可能实现的,因此,-273.15摄氏度也就被定义为了低温的极限。
而当我们从分子运动论的观点出发,你就会发现,理想气体分子的平均平动动能,由温度T决定的,而当这个温度T减小到-273.15摄氏度的时候,气体分子的运动也就将彻底停止,这在现实中也同样是不可能达到的,因此从这点来看的话,这样的温度也就是不可能达到的低温极限了。
-273.15摄氏度的绝对零度,到底意味着什么呢?
这里我们还是从分子运动论的观点来解释这个问题,当温度达到绝对零度的时候,分子的动能将彻底消失,这也就意味着分子的运动将会彻底停止,这里的运动停止不仅包括分子震动的停止,还包括分子内部原子电子运动的停止。
也就是说,在绝对零度的空间里,里面的一切事物都会处于绝对静止的状态,在这样的状态下,时间也将变得失去意义。如果换一种相对夸张的说法,你可以理解为,在绝对零度的温度之下,时间也会被彻底冻结!
不过话说回来,在最后大川突然想到了这样一个问题,那就是当普朗克温度遇到了绝对零度,届时会发生什么呢?是宇宙最高温被瞬间冻结,还是宇宙最低温被瞬间打破呢?
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