人类为什么无法突破绝对零度,却能创造出上亿度的高温?
今天实在太冷了!
不行太热了,我得去买点冰镇饮料降降温!
明天又要降温了!
我们每天都能感受到温度的变化,但温度到底是什么呢?它的本质又是什么?

从物理学来讲,温度就是衡量物体冷热程度的物理量,我们很容易感受到物体是冷还是热,所以,因此温度就是冷热的概念。
不过上面的描述是从宏观上来理解的,而从微观层面来讲,温度是衡量微观粒子运动剧烈程度的物理量,通常指的是分子。

也就是说,物体的温度其实就是分子的热运动产生的,运动越是剧烈,温度就越高。大量分子运动的平均动能的大小,就表现为温度的高低。
地球上有各种极端天气,创造恐怖的高温或者低温。但地球上的最高温并不在地球表面,而是在核心。

地球核心的温度可以达到6000度以上,甚至比太阳表面温度还要高。原因主要在于地球核心的压力极大,温度也就非常高。

不过这个温度与太阳核心温度相比,就是小儿科了。太阳的核心温度可以达到1500万度。但是,即便是这个温度,放在浩瀚宇宙里,也不值得一提,比太阳核心温度高的恒星有很多,因此,科学家们一度认为温度是没有上限的,总会存在更高的温度。
问题来了,温度真的没有上限吗?
刚才讲了,温度其实就是微观粒子运动快慢的直接体现,通俗来讲,温度的高低其实就是微观粒子的动能,也就是速度的快慢。
而爱因斯坦的狭义相对论告诉我们,速度并不是无限大的,速度是有上限的,这个上限就是光速,任何物体的速度都不可能超过光速,所以物体的温度并不能无限高。
通过计算,科学家们得出在宇宙中温度的上限是普朗克温度,它非常高,高得难以想象。但是普朗克温度是不可能出现在现实世界里,因为这个温度只发生在138亿年前的宇宙大爆炸,大爆炸的瞬间产生的温度就是普朗克温度。

根据宇宙大爆炸理论的诠释,138亿年前的宇宙大爆炸只是一个无限小的奇点,这个奇点没有体积,温度密度无限高。
而普朗克温度就出现在大爆炸瞬间,也是宇宙中出现过的最高温度。而奇点可以说是超出我们宇宙的存在方式,我们很难理解奇点到底是什么,简单来讲奇点完全不属于我们的世界。

普朗克温度到底有多高呢?大约1.4亿亿亿亿度,你能想象如此高的温度吗?
说完了最高温,也就是普朗克温度,下面说说最低温,绝对零度。
绝对零度,也就是零下273.15度,是宇宙中的极限低温,科学家早在几百年前就开始研究低温到底有多低。

16世纪的物理学家阿蒙顿认为温度与气压成正比,而气压是有极限值的,所以温度有下限值,他计算出的极限值大约为零下246度。
后来,科学家们又有了新的发现,气体的压力和体积与温度息息相关。随着温度降低或者压力变大,气体的体积就会变小。
科学家总结出来了一条规律,在压强固定的情况下,气体的温度每下降一度,气体体积就会缩小到零度体积的273分之一。

所以,零下273度也被认为是最低温,也就是绝对零度。不过根据热力学第三定律,无论如何都不可能达到绝对零度。
为何绝对零度看似不是很低,人类就是制造不出这种低温呢?
文章开头说了,温度的本质其实就是微观粒子的热运动。理论上讲,当微观粒子完全静止时,体现出来的温度就是绝对零度。
那么问题来了,宇宙中存在绝对静止的物体吗?
对于这个问题,如果说一百多年前还有人质疑的话,随着量子力学的横空出世,相信没有多少人会质疑。

量子力学告诉我们,微观粒子的状态是不确定的,我们无法同时确定粒子的速度和位置,只能用波函数来描述。
微观粒子的位置和速度遵循不确定性原理,两者的不确定性乘积必须不小于一个常数。这就意味着微观粒子的速度不可能为零,因为如果是零的话,就意味着粒子的速度就是确定的,不确定性就是零,这违反了不确定性原理。

同时,粒子也不会完全静止在某个位置不动,我们永远不知道粒子下一刻会出现在哪里,它们甚至可能同时出现在两个不同的地方。
而宇宙万物都是由微观粒子组成的,微观粒子不停地运动意味着物体的温度永远不可能达到绝对零度。
绝对零度,就像光速一样,光速是速度的极限,而绝对零度是宇宙中低温的极限,只能无限接近,但永远达不到,更不可能逾越。
虽然科学家知道人类制造不出绝对零度的环境,但还是想在现实中尝试一下,通过各种科技手段制造出非常接近绝对零度的温度。

目前科学家制造出来的最低温确实无限接近绝对零度,只比绝对零度高了38万亿分之一!看似近在咫尺,事实上是人类永远无法突破的鸿沟!
大家都在看
-
探索宇宙秘境:我国正式启动地外生命探寻工程 探索宇宙秘境:我国正式启动地外生命探寻工程2024年10月,我国发布《国家空间科学中长期发展规划(2024—2050年)》,明确将“地外生命探寻”列为核心任务,正式开启迈向宇宙深处、寻找生命踪迹的科学征程 。这是我 ... 宇宙探索04-30
-
4.2万亿个粒子构建数字虚拟宇宙 “千衍”助力天文探索 今天(23日),中国科学院国家天文台发布宇宙学模拟项目“千衍”。由中国科学家领衔的国际团队成功在超级计算机中构建出一个数字虚拟宇宙,为人类探索宇宙奥秘、研究宇宙的演化历史提供了强大的数字工具。中国科学家 ... 宇宙探索04-25
-
探索宇宙的意义和价值是什么 从科学认知的角度看,宇宙探索正以前所未有的深度,挑战并重塑着人类对自身在宇宙中位置的认知。最具标志性的发现,来自詹姆斯·韦布空间望远镜。它在距离地球124光年的系外行星K2-18b大气中,以99.7% 的统计置信度 ... 宇宙探索04-25
-
抬头!看!中国人探索宇宙的脚步从未停止! 从东方红一号到中国载人飞船系统中国火星探测任务中国载人探月工程……中国人探索宇宙的脚步从未停止!我们曾畅想的,正在由我们书写我们曾仰望的,正在被我们抵达中国航天的每一步都值得我们骄傲!今天是中国航天日 ... 宇宙探索04-25
-
从"太空竞赛"到"精打细算"!冷战之后为何不再疯狂探索宇宙? 导语: 上世纪六七十年代,美苏两国像打了鸡血一样往天上扔火箭,火星、金星、月球被轮番"打卡"。可如今呢?NASA的预算一缩再缩,人类登月计划一拖再拖。太空探索怎么就"熄火"了?一、冷战没了, ... 宇宙探索04-23
-
东西方智慧终极交汇:熵即是阴阳,坤0为首探索宇宙本源 《结构互鉴,文明共生》系列第十二此文为四月系列收官篇,全篇以东西方文明对话为纲,从热力学熵的本源出发,贯通信息、生命、演化、宇宙法则四大维度,把西方现代科学的严密数理,与中华《易经》的阴阳大道熔于一炉 ... 宇宙探索04-23
-
美UFO纪录片导演:当下正处于探索外星文明转折点,“宇宙中人类并不孤单” “真相终将浮出水面,人类并非宇宙中唯一存在的智慧生命。”美国“不明飞行物”(UFO)纪录片《揭秘时代》(The Age of Disclosure)的导演兼制片人丹·法拉赫日前在接受采访时指出,在探索外星生命领域,世界正处于 ... 宇宙探索04-21
-
宇宙探索·中子星:宇宙最极端的天体 宇宙探索中子星:宇宙最极端的天体如果你觉得地球上最坚硬的钻石或者最炽热的熔岩已经算是极端,那么宇宙里有一种天体会让所有地球上的"极端"相形见绌——它就是中子星。一颗质量比太阳更大的恒星,在生命终 ... 宇宙探索04-21
-
男人独自探索宇宙竟碰到了巨大的外星生物 就在半小时前,男人驾驶着飞船降落在这颗冰雪覆盖的星球,放眼看去完全就是一片白雪皑皑,零下两百度的气温更是让他举步维艰。但让他心情澎湃的是,他发现这里氧气非常充足。在确定基本生存条件达标之后,还有更加重 ... 宇宙探索04-17
-
人类探索宇宙的意义何在 从科学家的望远镜,到工程师的实验室,再到国家战略的蓝图,人类探索宇宙的意义,远不止于仰望星空。它是一场由好奇心驱动、被技术赋能、为未来布局的系统性远征。要看清其全貌,我们需要跳出单一视角,从科学、技术 ... 宇宙探索04-13
相关文章
- 人类探索宇宙的意义何在
- 数据时代正在重新定义科研:本科生如何借助工具发现宇宙新事物?
- 人类为什么要探索宇宙
- 《宇宙探索编辑部》:科幻外壳下的教育隐喻
- 航天科技如何推动人类探索宇宙
- 全球首个地月太空港口落地中国!钱学森百年构想,成深空探索枢纽
- 别再说太空探索是烧钱!中国这波基建,直接把宇宙当工地
- 沉浸在书中的宇宙,探索无尽的星空!📖✨
- 中国第二阶梯
- 刘慈欣科幻漫画宇宙探索中心本周六开放,早鸟票已开售
- 刘慈欣科幻漫画宇宙探索中心落户通州,本周六迎客
- 提前探访,先睹为快!刘慈欣科幻漫画宇宙探索中心落户通州
- 太棒了!刘慈欣科幻漫画宇宙探索中心落户北京通州!周六迎客
- 刘慈欣科幻漫画宇宙探索中心本周通州迎客!
- 为何天上有颗“深圳星”?深圳科技馆馆长跟你聊宇宙探索、讲科学故事
- 从量子科技到元宇宙的崭新探索:中国科技为何引起全球瞩目?
- 显微镜下的奇妙世界:探索微观宇宙的无限奥秘
- 《宇宙探索编辑部》追了半生宇宙,才懂平凡人间,才是终极答案
- 一个国家插入另一个国家?
- 探索微观宇宙,见证科技奇迹!🔍🔬✨
热门阅读
-
预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来临 07-11
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃而死) 07-11
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
这6个神奇天体有很酷的名字 06-01
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星球 04-12
精选文章
- 创生之柱是什么?(创生之柱给予了许多恒星生命)
- 中国51区秘密基地,窃密必被抓(抓住就杀头)
- 中国“天宫”空间站将在2022年前后建成 呈T字型有三个舱段最多可驻留6人 ...
- 2025年宇宙探索大爆发!月全食、火星冲日等,这些天文奇观别错过
- 中国古代四大凶兽,四大神兽vs四大凶兽谁更强
- 黑龙江50万年死火山苏醒, 内含15%电量的巨大岩浆囊
- 新冠病患康复后,可能“精子减少或无精”
- 误会一辈子!破伤风其实是一种细菌跟生锈铁完全没关系
- 美国同步空间态势感知项目(GSSAP)军事间谍卫星多次秘密靠近俄罗斯和中国的航天器 ...
- 中国长征五号B遥一运载火箭全貌曝光 本月底在海南文昌航天发射场进行首次发射 ...
