为何物体有绝对最高温度,却不能达到绝对零度?
因为物体的温度与物体内部原子、分子等的运动速度直接相关,原子、分子运动速度越高、越激烈,物体的温度就越高;反之亦然,但达不到绝对零度。绝对零度是怎么回事呢?真的存在绝对零度吗?
绝对零度是一种物理概念,在这样的温度环境下,一切的原子运动都会被冻结,万物将归于沉寂;绝对零度在现实世界里是不存在的,也是不可能存在的。我们都知道,物理学中,有一个“绝对零度”的概念,但是,我们好像从来没听说过什么“极限高温”。绝对零度,代表着温度的下限;温度的上限,却并不存在;这难道不是自相矛盾吗?还真不是。这要从温度的本质开始说起。这,也能从侧面告诉我们“绝对零度”,到底是怎么一回事,它从何而来。
按照中国传统哲学的理论来理解,万物中一切属性都是对立的,有阴就有阳,有极限低温就有极限高温;但是,在物理学中却并非如此。温度,代表了一种粒子之间的互相摩擦,对撞的运动;粒子密度越高,内部运动越活跃,那么温度也就会随之提升。
换而言之,粒子密度越小,它们的运动速度越慢,那么,温度也就越低;反之,也一样成立。因此,绝对零度,就是物理学假设中,能让一切粒子,原子的运动,都被“冻结”的一种极限低温环境。
它的温度,大概在零下两百七十三度左右,看起来并不是一个足够震撼的“天文数字”。但是,宇宙中,我们迄今为止找到的最低温度,也没有超过这个数字,只是零下两百七十一度。
绝对零度,在宇宙环境里是不存在的;首先,太空里虽然物质密度非常小,但是,没有绝对的真空环境;其次,宇宙里的一切都在无时无刻的变化着,绝对零度代表着完全静止,这也是不可能出现的。
因此,绝对零度,堪称是宇宙中一种相当神奇的温度。值得一提的是,宇宙中目前为止,我们发现的“极限高温”,是零上1.5万亿亿度。
绝对零度的时候,连空间也不存在了,是真的吗?
当物体的表面温度真的达到了绝对零度的时候,不仅空间会随之荡然无存,甚至时间都会因此被冻结。因此,可观测宇宙内,现在,过去,以后,都不会有“绝对零度”的出现。我们都知道,物理学中有一种玄之又玄的概念,叫做“绝对零度”。它被认为是宇宙内温度的下限。绝对零度的具体数据,相信上初中物理课没有溜号的朋友都能轻而易举的立刻回答出来:零下两百七十三度左右。
但是,相比于宇宙的上限温度“普朗克温度”,绝对零度却多了一丝“看不见,摸不着”的意味。毕竟,普朗克温度曾经在一百三十亿年前的宇宙爆炸事件中发生过;而绝对零度,却是一种“可望不可及”的物理概念。
没错,绝对零度是十九世纪不少科学家集体演算出来的,现实生活中不具备可行性。为什么呢?这要从温度的本质开始说起。一般来说,粒子的密度和活跃度和温度呈正相关;因此,等到绝对零度在宇宙中出现的时候;
一切粒子的运动都会因此被冻结,甚至连原子核和带电粒子都会停止任何变化。到时候,决定着三维宇宙内时空系统的引力都会随之消失;引力代表着什么呢?对时空的弯曲;
这也就意味着,绝对零度会让空间荡然无存,让时间停止。但是,首先可观测宇宙内没有“绝对真空”的存在;其次,宇宙也不会允许“绝对静止”的现象发生。
因此,绝对零度,不论是人类的科技发达到了何等的地步,都不可能会在宇宙中出现。据史蒂芬霍金先生的推测,或许只有在宇宙还没有爆炸的时候,“混沌”中出现过绝对零度的现象。
为什么不能达到绝对零度?
在物理学中为了研究方便引进了开氏温度,把“-273.16℃”称作绝对零度,作为开氏温度的起点。现在人们虽然可以轻易获得几百万度的高温,但不能把最低温度降到绝对零度。为此在热化学里,有这样一条定律:“绝对零度是不能到达的。”科学家们在为争取达到绝对零度的研究中,发现了一些奇妙的现象。如氦本是气体,在-268.9℃时变成了液体,当温度继续下降时,原本装在瓶子里的液体,却轻而易举地从只有0.01毫米的缝隙中,很容易地溢到瓶外去,继而出现了喷泉现象,液体的粘滞性也消失了。
那么,人们为什么不能得到“-273.16℃”的温度呢?
因为低温的获得与气体的液化分不开。气体的液化就是使分子热运动减缓,气体液化的方法是先将另一种气体液化(如我们使用的液化石油气),让它在低温下蒸发而使其温度降低,再用这种低温物质使需要液化的低温气体冷却。这样,一种接一种地连续下去,就可不断地得到更低的温度。这样看来,低温似乎是可以无限地降低。但是有一点必须指出,温度的产生是分子运动的结果,分子运动小,温度就低,如到达“-273.16℃”,分子就不运动了。而物质都是在不停地运动着的,所以说“-273.16℃”是不可能达到。那么为什么物质在永恒运动着呢?科学家们没足够理论依据来回答这个问题。
最低温-273.15℃,为何永远也不可能达到?
首先要给大家解释一下,零下273.15摄氏度,其实就是所谓的绝对零度,科学家们在多年的探索当中就提出过这样一个论断,在宇宙当中,自然条件下是不可能存在绝对零度的。而且他也永远无法达到。绝对零度这个概念其实是基于热力学提出来的一个论断,他是热力学上的最低温度,意味着在这个情况下,整个宇宙间的所有原子是处于静止状态的。而根据热力学第三定律,所谓的绝对零度也就意味着没有啦能量之间的交换。但是宇宙只要依旧正常的运行,能量的传递和交换就会持续存在的,所以绝对零度是永远无法达到的,如果真正达到了这一天,那么运动的分子也就失去了所有的动能和势能,这个时候宇宙已经趋于死亡。
要知道,我们平常所感受到的温度,其实就是热量的一种展现方式,我们的身体有温度是因为我们身体内部的分子和原子不断地进行运动,为我们产生了热量。不管是化学反应还是物理反应也好,这些热量的产生都意味着我们整个身体都是处于运动状态的。宏观意义上的摩擦和微观意义上的分子间运动都会产生热量,运动蕴含了宇宙生机的本质。曾经有很多科学家都想要达到绝对零度的状态,安因斯坦就曾经预言过存在一个玻色子的特殊状态。
他可以帮助我们人类实现超低温,而在事业当中,人类也的确达到了瞬间的负温度,但是这种现象并不能持续很长时间,因为我们都知道热量会有温度比较高的,像温度比较低的转移,而且这个过程是不可逆的,所以就会导致一线出现了绝对的低温,那么势必就会导致其他地方的热量向这个地方转移。所以,除非宇宙真的走上了末尾绝对零度是基本不可能全方位实现。