绝对零度有多么可怕?时间和空间将失去存在的意义
至于气温,相信朋友们都不会陌生,我们每天,都在和它打交道。气温存在于世界的每个角落,甚至我们的身体也有一个健康的气温范围,一旦脱离这一范围,无论高低,都会对身体造成不同程度的伤害。
温度创造了地球上的一切,演变了原始的生命,随着生命的不断进化和演变,人类诞生了。从人类诞生的那一刻起,我们就开始感知认知温度。然而,由于缺乏科学知识,古人对温度了解不多,也不认为温度有多神秘和复杂。0
但是,随着人类文明的发展,我们走上了科学技术的道路,有了科学技术的辅助,人类对温度有了新的认识。通过不断的认知,温度并不像我们想象的那么简单,这个世界的一切包括宇宙的诞生、进化和最终的结束,都要受到温度的控制。
温度的升降会对物质的形状和内部产生一些影响,从而改变物质的形状。我们有三种主要的温度变化形式:气体、液体和固体,它们之间的相互转重要因素。最高和最低温度能达到多少?
要理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识。认为许多小伙伴都知道,温度的本质实际上是一种分子热运动,物质是由各种颗粒组成的,颗粒的持续热运动赋予物质温度。10
随着颗粒运动的加剧和动能的增加,其组成物体的温度也会升高。那颗粒的运动速度是否有极限呢?回答是肯定的,根据相对论,颗粒的运动极限是光速,只能无限接近光速,因此,理论上,颗粒热运动所产生的温度也是有极限的。
根据目前的物理研究,温度的最高极限是普朗克温度,大小约为1.42×1032度,仅在138亿年前宇宙爆炸的瞬间就达到了。正是这么高的温度,宇宙才能从一个奇点瞬间产生最初的氢、氦等基本元素。
众所周知,在经典物理中,质量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。而且在相对论中,质量和能量只是物质的两种表现形式,它们在本质上没有区别,两者可以相互转换,转换的因素是温度。
当温度达到一定程度时,物质以能量的形式存在。一旦温度跌破这个临界值,物质就会以质量的形式存在。这也是奇点爆炸后氢、氦等基本元素迅速形成的原因,因为大爆炸时产生的普朗克温度,然后温度迅速下降,物质无法保持能量形态,从而转化为氢、氦等元素。
随着宇宙温度的下降,出现了更复杂的物质,出现了恒星、行星、星系等结构。因此,从现在的物理学角度来看,温度的上限是普朗克的温度,但是关于是否有更高的温度,我们现在的物理学还不能说明。
颗粒动能的不断增加,导致温度的不断升高,然后颗粒动能的不断降低,物体的温度也会不断降低。那颗粒的最小动能是什么时候呢?对此,相信很多朋友都能想到,当颗粒停止运动,保持静止时,动能为零达到最小值。
当动能为零时,温度会降到最低,相应的温度我们称之为绝对零度,大小为-273.15℃或0K,这是科学家根据实验结论和概念得出的结果。我们不需要怀疑准确性。
如今我们知道绝对零度是温度的下限,那么当温度达到这个程度时会发生什么呢?首先要明白,温度不可能达到绝对零度。要知道宇宙在漫长的138亿年里一直在冷却。经过如此漫长的冷却,宇宙平均温度约为-270.42℃,仍高于绝对零度2.73℃。
在实验室里,科学家们试图不断地降低温度,取得一些好成绩,比如通过压缩,把氮气变成液氮,此时的温度只有-196℃,液氢是火箭常用的燃料,它的温度更低到-253℃。而且人类创造的最低温度是-273.1499999999℃,这是科学家冷却一块金属铑的结果,这是一个无限接近绝对零度的值,可见科学技术的力量有多大。
如今我们明白了,绝对零度是不可能达到的,但许多朋友仍然想明白:在绝对零度下,世界会变成什么样子?也许许多朋友都知道,温度越低,世界就越低,当地球达到一定程度时,地球就会变成冰冻的世界。
温度背后是粒子的热运动,量子力学中粒子也在不断运动。如果绝对零度出现,说明粒子停止运动,粒子没有动能,那么世界上的一切都会变得毫无意义,包括时间和空间。
相对论和量子力学是现代科学的两个基础,其存在的前提是粒子的运动。粒子停止运动,相对论和量子力学也崩溃,时间和空间消失,没有存在的意义,宇宙整体也迎来了终结。
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