温度的极致绝对零度非常可怕?时间和空间都将失去存在的意义

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对于温度,相信朋友们都不会陌生,我们每天,每时每刻都在跟它打交道。温度存在于世界的每一个角落,就连我们人体都有一个健康的温度范围,一旦脱离了这个范围,不管是高还是低,都会对我们的身体产生不同程度的伤害。

温度造就了地球万物,演化出了原始生命,而温度又伴随著生命继续进化演化,有了人类的诞生。从人类诞生的那一刻起,我们就开始感知认识温度,可是古人由于缺乏科学知识,对温度基本没什么了解,也不认为温度有多么的神秘和复杂。

【宇宙科普】溫度的極致絕對零度非常可怕?時間和空間都將失去存在的意義

可是随著人类文明的不断发展,我们走上了科技之路,有了科技的辅助,人类对温度有了全新的认知。通过不断的认知,我们发现:温度并没有我们想象的那么简单,这个世界的一切包括宇宙的诞生,演化和最终的终结,都要受到温度的控制。

温度的升高和降低,会对物质的形态以及内部产生一些影响,从而改变物质的形态。我们对于温度变化产生的形态主要有三种:气态,液态和固态,它们之间的相互转化,温度是一个重要的因素。那么温度最高和最低能够达到多少?

我们了解温度的最高和最低,首先要对温度的本质有一个初步的认知。相信很多小伙伴都知道,温度的本质其实就是一种分子热运动,物质是由各种粒子构成,粒子的不断热运动赋予了物质温度。

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当粒子的运动不断加剧,动能越来越大的时候,它们组成的物体温度也就会越来越高。那么粒子的运动速度有极限吗?答案是肯定的,根据相对论,粒子的运动极限是光速,而且只能无限接近光速,所以理论上来讲,粒子热运动产生的温度也是有一个极限的。

根据目前的物理学研究,温度的最高极限是普朗克温度,其大小约为1.42×10^32度,这个温度只在138亿年前宇宙大爆炸的一瞬间达到过。也正是如此高的温度,才让宇宙能够从一个奇点在瞬间产生最初的氢,氦等基础元素。

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我们都知道,在经典物理学中,品质和能量是两个完全不同的概念,它们之间没有确定的当量关系。而在相对论中,品质和能量只是物质的两种表现形态,它们本质上并没有区别,二者之间可以相互转化,转化的因素就是温度。

当温度达到一定程度的时候,物质就以能量的形式存在,一旦温度跌破了这个临界值,那么物质就会以品质的形式存在,这也是为什么奇点大爆炸之后,能够很快形成氢,氦等基础元素的原因,因为大爆炸的瞬间,产生的普朗克温度,然后很快这个温度下降,物质无法保持能量形态,从而转化为氢,氦等元素。

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随著宇宙温度的不断下降,更复杂的物质出现,有了恒星,行星,星系等结构的出现。所以从目前的物理学角度,温度的上限是普朗克温度,而至于在此之上是否还有更高的温度,我们目前的物理学还无法描述。

粒子动能的不断增加,导致温度不断升高,那么粒子的动能不断变小,物体的温度也就会不断降低。那么粒子的动能最小是什么时候?对于这一点,相信很多朋友都能够想到,那就是当粒子不再运动,保持静止的时候,动能为零达到了最小值。

当动能为零的时候,温度也就会降低最低,而对对应的温度我们称之为绝对零度,大小为-273.15 ℃,或者0K,这是科学家根据实验结论,理念推导得出的结果,准确性我们不用怀疑。

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我们现在知道了绝对零度是温度的下限极限,那么当温度达到这个程度的时候,会发生什么?首先我们要明白,温度不可能达到绝对零度,要知道宇宙在漫长的138亿年岁月里,在不断膨胀的同时一直都在冷却,经过如此漫长岁月的不断冷却,如今的宇宙平均温度约为-270.42 ℃,这个数值仍然要比绝对零度高2.73度。

科学家在实验室中尝试将温度不断降低,取得了一些不错的成就,例如通过压缩,将氮气变成液氮,这个时候的温度仅为-196 ℃,液氢是火箭常用的一种燃料,其温度更是低至-253 ℃。而人类创造的最低温度则是-273.1499999999 ℃,这是科学家将一块金属铑冷却的结果,这是一个无限接近绝对零度的值,可见科技的力量有多么的强大。

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现在我们明白了,绝对零度是不可能达到的,可是很多朋友还是想要搞明白:在绝对零度下,这个世界会变成什么样?可能很多朋友都知道,温度越低,这个世界越低,当达到一定程度的时候,地球将变成一个冰封的世界。

温度的背后是粒子的热运动,而在量子力学中,粒子也是在不断运动当中。如果绝对零度出现了,那么表明粒子停止了运动,粒子没有了动能,那么这个世界的一切都将变得没有意义,包括时间和空间。

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相对论和量子力学是现代科学的两大基石,它们之所以存在的前提就是粒子的运动。如果粒子都停止运动了,那么相对论和量子力学也将崩溃,时间和空间会消失,没有了存在的意义,那么整个宇宙也将迎来它的终结。

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