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處於絕對零度“零下273.15℃”時,時間和空間的意義都將不復存在

綜述

經研究,保持人體生命活動的最低溫度為14.2攝氏度,最高溫度為46.5攝氏度,如果人直接暴露在空氣中,可以接受的最低氣溫則低至零下一百多度。

處於絕對零度“零下273.15℃”時,時間和空間的意義都將不復存在

不過,這只是人類可接受的溫度範圍,那麼,世界上存在的最低溫度是多少呢?

我第一次思考這個問題的時候第一反應是可以使水結冰的“零度”,然而答案並非如此。

處於絕對零度“零下273.15℃”時,時間和空間的意義都將不復存在

在1848年,英國物理學家威廉·湯姆遜·開爾文告訴了我們一個答案—零下273.15攝氏度,即“絕對零度”。

在這個世界上,是否存在某一個角落處在絕對零度中?它們又是以怎樣一種形式存在著?讓我們一起來學習探索吧。

是否能達到絕對零度?

在1787年,法國物理學家雅克·查理髮現:“理想氣體每降低1攝氏度,它的體積就會縮小它0攝氏度時體積的1/273”。

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讓我們試想一下,如果理想氣體像這樣一直進行降溫,那麼當它的溫度達到零下273攝氏度的時候,理想氣體的體積不就變成了“零”。

那麼,這時候是否意味著氣體消失在了空氣中,這種物質真的存在嗎?這顯然是不可能的。

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也是從這個疑問開始,人們對“絕對零度”的存在展開了激烈的探討。

雖然威廉·湯姆遜·開爾文在1848年發現了“絕對零度”的準確值,但是,這並不意味著絕對零度在現實中真實存在或是能真正達到的。

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世界上的物體都是由分子、原子等粒子組成的,而我們從接觸到的物體上所感受到的溫度都是因為它們內部所發生的粒子的熱運動。

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由於物質的溫度取決於其粒子的動能,也可以說是運動速度,若粒子的運動速度越快,則其物質的溫度越高;若粒子的運動速度越慢,則物質的溫度越低。然而,物質內粒子的熱運動不會停止,也正因此,能斯特在1912年告訴了世人“不可能使一個物體冷卻到絕對溫度的零度”。

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理想狀態下,處在絕對零度下的物質中所有的粒子都將停止運動。然而,在整個宇宙中,絕對零度是永遠不可能達到的,只能無限靠近這個底線。

因為在自然界中,物體中必然存在著能量和熱量,任何能量都不會憑空消失,除非從一開始就不存在任何能量,否則將不會達到絕對零度。

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根據相對論中表示宇宙中不存在絕對靜止的參考系,也就說明,宇宙中不存在絕對靜止的物體,如果有粒子絕對靜止,那麼這將與相對論相悖。所以,這也是絕對零度無法達到的重要佐證。

這就證明,絕對零度是一個只存在於理論中的概念,在現實中,我們是絕對不可能達到這樣的一個極限溫度的。

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對絕對零度的逐漸靠近

不過,人們對於自然宇宙的探究是永無止境的,1979年,有天文學家發現了距地球5000光年的“回力棒星雲”。這被認為是自然界最冷的地方,被稱為“宇宙冰盒子”,那裡的氣溫低至零下272攝氏度,比絕對零度僅高1攝氏度。

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有許多國外的科學家們也做過有關絕對零度的實驗,可是也僅僅只能達到零下240多度,但是在這個過程中,有了一個重要的發現,科學家們發現光的速度竟然減慢了,那麼由此可證,在絕對零度下,光也是能被凍住的,也可以說,在絕對零度的環境下,是不存在光的。

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溫度、時間、空間

根據粒子運動與溫度的關係,我們可以知道,當物體的粒子不做任何運動的時候,物體的溫度也將下降到一個極限—“絕對零度”。

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那麼,讓我們將這個結論上升到宇宙的範圍,當整個宇宙到達了絕對零度之後,所有物體的所有運動都將停止,物體的運動一旦停止,時間和空間也就沒有了意義。

我們有時候可以在一些科幻片中看到“時間靜止”,這時候,一切事物都會保持一動不動的狀態,這也就表示,運動與時間是密切相關的,而在絕對零度的環境中,所有物質粒子都保持著絕對的靜止。

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也就是說,當達到絕對零度的時候,時間也是絕對靜止的,所以,在絕對零度下,時間就失去了意義。

根據雅克·查理的發現,如果有物質真的達到了絕對零度,那麼,這個物質的體積將變成“零”。

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溫度本身就是由粒子運動產生的,在理想狀態下,如果只考慮物質層面的話,那麼當一個空間不存在任何物質粒子,這個空間就是絕對零度。

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絕對零度的“特殊對待”

一說到“不存在任何物質”,難免會想到真空環境,它對於絕對零度來說,確實有一點點特殊,因為,在絕對零度下,存在一種能量—“真空零點能。”

處於絕對零度“零下273.15℃”時,時間和空間的意義都將不復存在

海森堡不確定性原理表示“不可能同時以較高的精確度得知一個粒子的位置和動量”。

我們可以假設,如果粒子運動停止下來,那麼它的動量和位置就可以同時並清晰地得知,這違反了海森堡不確定性原理。

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所以,在絕對零度的環境下,粒子一定在運動,而該粒子在絕對零度下的運動所擁有的能量就是“零點能。”

而真空零點能就是絕對零度這種霸道環境中特殊的存在。

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達到絕對零度有多麼可怕

高溫會殺死細胞,而低溫不會破壞細胞,只會降低其活性。然而,絕對零度,這個完美的零度,卻有著很大的殺傷力。

處於絕對零度“零下273.15℃”時,時間和空間的意義都將不復存在

當溫度到達零攝氏度,水就會結冰,而人體中百分之七十都是水,假設人接觸到了絕對零度,短時間內可能還能進行生命活動,但是,經過很短的一段時間,人體的“水”則會被凍住,所有的器官都會被撐爆、炸裂,人沒有存活的可能性。

處於絕對零度“零下273.15℃”時,時間和空間的意義都將不復存在

在地球上的其他生物也會是如此下場,而對於進行光合作用釋放氧氣的綠色植物,影響最大。

首先,在絕對零度中,光是沒有速度的,也就是說,處在絕對零度下的地球是一片黑暗,更不要說光合作用了;其次,和人一樣,植物也是會被凍死的;最後,絕對零度下不存在任何運動,所以,若想讓生物存活簡直是天方夜譚。

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結語

雖然絕對零度只存在於理論中,但是,人類現在已經靠科技一步一步接近“絕對零度”的溫度。

科學研究的步伐是永無止境的,在將來人們也會針對絕對零度有更多發現。

處於絕對零度“零下273.15℃”時,時間和空間的意義都將不復存在

分類: 汽車
時間: 2022-01-12

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