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宇宙中最低温零下273.15度，绝对零度为何不能被突破？

发布者：章豆豆 2023-7-21 22:17

日常生活中，温度有高有低，在我们看来这很正常。但是这并不意味着温度可以无限高或者无限低。

很多人都知道，宇宙中存在极限低温，绝对零度，零下273.15度，它也是理论上的最低温，现实中无法达到这个温度。为什么会这样？

首先，我们需要明白温度到底是什么。物理学上，温度是这样定义：衡量物体冷热程度的物理量，不过这样的定义显然有些抽象，并没有表达出温度的本质。

我们可以从微观上理解温度：微观粒子运动的剧烈程度，就可以表现出温度。微观粒子运动速度越快，越剧烈，宏观物体的温度就越高。

地球上的最高温在地核，温度能达到6000度。而太阳系的最高温位于太阳核心，温度高达1500万度。不过，太阳系的最高温在宇宙中也是小儿科了，像中子星的温度就可以达到上亿度，无法想象的高。

不过，高温也是有上限的，因为速度是有上限的，那就是光速。爱因斯坦相对论表明，物体的极限速度就是光速，所以高温并不能无限高。

结合光速，普朗克常数等因素，科学家们计算出宇宙中的最高温是普朗克温度，大约1.4亿亿亿亿度，这个温度只出现过一次，就是在宇宙大爆炸瞬间。所以如果你能创造出普朗克温度的环境，理论上就能创造出新的宇宙。

普朗克温度是理论上的高温极限，那么绝对零度为何是理论上的低温极限呢？

刚才说了，温度与微观粒子的速度快慢息息相关，所以，单纯从理论上讲，如果微观粒子处于静止状态时，物体的温度就是绝对零度。

但微观粒子能处于绝对静止状态吗？

从宏观角度来讲，理论上是可以静止的。但量子力学的横空出世，让人类意识到微观粒子是不可能绝对静止的，因为量子力学意味着不确定性，不确定性才是量子世界的核心。

何为不确定性？

通俗来讲，我们无法确定微观粒子的状态，只能用概率去描述，也就是所谓的“波函数”，微观粒子表现得像波那样。用数学公式来表述就是，微观粒子的位置和速度具有不确定性，两者不确定性的乘积必须不小于一个常数，这个常数虽然很小，但比零要大。

如果微观粒子是静止的，也就是速度为零，意味着粒子的速度就是确定的，不确定性为零，这样就违反了不确定性。

所以说，理论上的最低温绝对零度永远无法达到，只能尽可能接近。这个特点与光速的特性其实是样的，宇宙的极限速度是光速，我们只能尽可能接近光速，而无法达到或者超过光速。

虽然科学家早就知道了无法突破绝对零度，但还是希望通过实验来验证这一点，同时也希望在超低温环境下有新的发现。

通过人类现代科技，科学家也确实创造出了无限接近绝对零度的温度，只比绝对零度高了38万亿分之一度！

但正所谓“差之毫厘失之千里”，这句话在这里再适合不过了。不要小看那看似微不足道的差异，其实那是人类永远无法突破的鸿沟，绝不是通过努力等手段能弥补那种差异的！

不过，在超低温环境下，科学家确实发现了很多有趣的现象，比如说超导现象，超流现象等，这些现象早已应用在很多领域，比如说能量，电子，交通，医疗等领域，很大程度上推动了人类科技的发展。

宇宙马克斯·普朗克地球太阳系 2019未来科学大奖美好，一直在身边

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