趣知识丨绝对零度及宇宙最低温
一、绝对零度
1,绝对零度(零下273。15C)是热力学的最低温度,但只不过是理论上的下限值。
2,绝对零度时熵为零
物质的温度依赖于其内部原子、分子等粒子的动能,粒子的热运动完全停止后温度就会下降到最低值,这就是绝对零度。
但是,实际上粒子的运动不能完全静止,没有达到绝对零度的物质。相对论认为绝对静止的物体不存在,静止是相对的,运动是绝对的。在量子力学中,由于不能同时确定粒子的位置和动量,所以认为不存在绝对静止。
二、氦液体在上游流动
氦是标准大气压下唯一不能硬化的物质。当氦气冷却到268。9时会变成超液体,随着温度接近绝对零度而持续下降,玻璃瓶中的液体会从玻璃瓶壁溢出(玻璃晶体之间的间隙只有0。01毫米),从而发生喷泉现象,液体的粘结性也消失了。
其实在这样的超低温下,物质呈非固、液、气体状态,聚集在唯一的超原子上,它表现为一个单一的实体。
三、真空是波动激烈的能源之海
宇宙中存在基本规律不确定性原理,所以绝对零度依然存在能量,这就是真空零点能量。
四、宇宙最冷的地方
智利的天文学家发现了宇宙中最冷的地方,那里的温度是零下272度,是至今为止人类发现的宇宙中最冷的地方回力棒星云。
(回力棒星云是位于半人马座方位的行星状,距离地球5000光年)
科学的最终目的是哲学(神学),研究结束后,科学往往和哲学、神学特别归类。
下面给大家介绍介绍绝对零度。
寒冷的冬季,是许多动物的噩梦,因为冬季的温度较低,食物来源减少,同时为了对抗低温,生物的能量消耗会大大增加,正是因为这个原因,在地球的两极有大量的空间,生物种类却很少,可以在低温的极端环境下生产的生物,基本都有一手绝活。
那么在浩瀚的宇宙中,最低的温度又是多少,最寒冷的地方会有多冷呢?其实在热力学中,存在一个绝对零度,也就是温度的下限,宇宙的最低温度只可能是绝对零度,不可能出现比绝对零度还要低的温度。
但是绝对零度并没有我们想象中的低,只有273。15,和宇宙中出现的高温相比,这个数字很小,目前地球上的科学家已经利用离子对装机实现了1。4亿亿亿亿摄氏度的高温,并且科学家推测,宇宙大爆炸的瞬间温度是无穷大的,这就代表宇宙中的高温没有上限,低温却存在绝对零度的限制,为什么高温和低温的差别这么大呢?
其实越是看似简单的理论就越难证实,在我们的理论中,绝对零度和有质量的物体达到光速一样,是永远无法真正实现的,因为有质量的物体达到光速后,质量也会变成无穷大,因此有质量的物体无法实现光速,而在温度接近绝对零度时,也会出现同样的情况,如果达到绝对零度后,分子的动能和势能都会变成0,也就是停止了一切运动,一切陷入永恒的静止中,也就说说一旦达到绝对零度后,时间和空间都会失去意义,这是一个让人感到害怕的答案。
时间也会被冻结吗?
时间是人类制造出来的抽象概念,如果宇宙存在一个结局的话,并不是时间走到尽头,而是宇宙中的所有区域都达到绝对零度,一切分子的运动都停止,当宇宙陷入永恒的静止后,对于人类来说,时间也就自然而然地消失了,可是对于宇宙来说,宇宙空间仍然存在,只不过一切都进入了静止状态。从目前来看,宇宙迎来这样的结局需要漫长的时间,毕竟宇宙中还存在这么多的恒星以及大量的天体,即使这些天体在漫长的时间中一一消失,仍然有暗物质和暗能量在支撑着宇宙运转。
目前我们的宇宙经历了138亿年的漫长时间,从宇宙大爆炸开始的炙热慢慢降温,如今空洞的宇宙空间中,平均温度在零下270。42摄氏度左右,也就是说宇宙大部分区域都是极度寒冷的,但是我们都知道宇宙中存在大量的恒星,这些恒星都无比的炙热,也在不断的释放着热辐射。
曾经就有科学家提出,既然宇宙中存在着大量的恒星,为什么宇宙空间没有被照亮,仍然是一片黑暗呢?在不考虑宇宙膨胀的前提下,唯一的原因就是宇宙实在太大了,我们太阳系这样的普通恒星星系,直径都在12光年之间,银河系的直径更是高达数十万光年,就算是炙热如恒星,也无法照亮温暖这么空旷的空间。
从根本上来看,宇宙平均温度如此之低是因为宇宙太空旷,热量分布十分不均匀,目前科学家已经在实验室中利用现今的仪器,把一块铑金属的温度降低到了零下273。1499999999摄氏度,无限接近绝对零度。
绝对零度会是宇宙的结局吗?
从宇宙的平均温度就可以看出来,暗物质和暗能量和我们常识中的物质能量不同,不仅仅无法被人类观察,似乎也不会造成温度的变化,这就导致了我们的宇宙中虽然存在大量的暗物质,平均温度却很低。
宇宙中的熵在不断增加,从宇宙如今的平均温度就可以看出来,在138亿年的时间后,宇宙中的行星虽然高度有序,宇宙空间本身的熵在不断延伸膨胀中慢慢增加,当然距离真正的绝对零度还很遥远,那么宇宙的结局真的会是随着熵的不断增加,分子的运动越来越缓慢,宇宙空间的混乱程度不断增加,直到一切都进入混乱的虚无,分子也停止运动吗?
一切都停滞进入绝对零度的热寂论是很多人认可的宇宙结局,但是也有一部分人认为,人类文明出现的时间太短暂了,用我们的理论去解释宇宙存在很大的局限性,假如人类没有灭绝,科技一定会越来越发达,宇宙进入热寂的时间需要很久很久,或许是千亿年以上,到时候人类或许已经可以探索其他平行宇宙,不用为了宇宙的结局担心。
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