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科普 | 什么是绝对零度?

科普 | 什么是绝对零度? 中科富海
2022-08-04
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什么是绝对零度?


对于我们来说,温度天生就是有高低的。在自然界甚至是在宇宙中,也不乏出现有高于几千摄氏度的高温,就如我们的太阳而言,太阳的表面温度便已经超过了6000摄氏度了。

但是对于低温,我们似乎很少听到有零下几千摄氏度的地方。在我们的太阳系之中,所能观测到的低温星球也只是温度能达到零下226℃的天王星和零下219℃的海王星。

那么在我们的宇宙当中,温度能够达到最低的程度是多少呢?

天王星
这时候我们便要开始了解“绝对零度”的概念,这是目前对于最低温度给出的概念。

科学家们认为,在世界上如若存在绝对零度,那么绝对零度的温度便会达到零下273.15摄氏度。

但是在了解绝对零度之前,我们必须先对热力学做一些基础性的了解。其实,在人类的历史上,人们很早就对“热”的概念做出研究。


在历史不断的发展中,人类曾经总结出一个概念,那便是“热”实际上是运动的。在后期,一位名为伦福德的学者研究发明出了“热力学”,为人们研究热提供了基础性的理论。

在伦福德的热力学理论中,他认为温度实际上就代表着分子运动的剧烈强度。如若一个分子能够运动得越快,那么所能达到的温度也就越高,届时,人们所能感受到的热能也就越强。

反之,如若分子运动的速度越慢,那么所呈现的温度便会越低。


如果想要达到宇宙空间中最低的温度,那么分子就必须要保持不动的状态,而实际上想让分子保持静止状态,是近乎不可能的。

那么到这里我们便可以明白,为什么在宇宙空间中有那么多温度高的现象存在,而缺少极限低温的现象。

因为在宇宙空间内,实际上是很难会存在完全不动的分子。自从宇宙大爆炸发生以来,在我们的宇宙内还尚未发现绝对零度的地方。


宇宙的大爆炸给整个空间留下了余温,数值为零下270.45℃,所以在宇宙空间内,即使是存在温度低的地方,但也很难存在达到绝对零度的地方

目前在宇宙空间内,我们所能观测到的低温星球,除去上面提到的海王星和天王星之外,还有距离地球几千光年的回力棒星云。

这个星云所能达到的温度是零下272℃。虽然零下272摄氏度对于我们来说已经是个非常低的温度了,但是距离绝对零度还有些许的差距。


绝对零度的世界究竟是怎么样的?


既然高温的世界我们已经能够了解到,那么绝对零度的世界又会是怎么样的呢?

由于目前在宇宙当中我们并没有找到绝对零度的地方,所以对于绝对零度的世界也只能依靠合理的科学猜测去推断。

首先,所有的一切都会被冻住。如若我们到达绝对零度的世界,那么便会发现这里的一切都是非常非常“慢”的。


由于温度低,这里的空气流动甚至都是凝固的。就连平时我们所熟知的光,在绝对零度的世界也很可能被冻住,无法逃逸。

在这样的世界中,一切都是静止的,光无法继续传播,空气也无法继续流动,留下的只是一片无尽的寂静。

由此看来,既然连光都无法逃逸,那么人,在绝对零度的世界中也是不可能出现的。


其次,没有任何生命的存在。这一点实际上是非常好理解的,因为孕育生命对于温度的要求是极其严苛的。

在零下273.15的世界中,是根本无法存在任何生命的。无尽的极寒使这里失去一切孕育生命的机会,所有的一切都只能在宇宙空间中平静地存在。

绝对零度的世界,对于任何生命来说都是“极寒地狱”,所有的分子在这里都无法运动。


和高温相比,绝对零度的世界是更可怕的。

这里的一切都在静止中失去运动的能力,同时分子也难以在其中运动。比起高温带来的猛烈,在绝对零度的世界中,一切将都会在静止中等待消亡,且这个过程也是持续不断的。


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