理论上来说,宇宙是没有温度上限的。即便是普朗克温度1.4万亿万亿摄氏度,也只是基于科学家无法超越光速这一公式得出的上限值。如果有一天我们发现了一种比光速还快的速度,那么宇宙的温度上限必然会再次被刷新。
但是在这里,有这样一个问题让很多人疑惑,那就是温度在理论上是没有上限的,但是却有一个科学界公认的下限,叫做地球上的最低温度宇宙绝对为零,而这个温度的数值更是不可思议,因为它只有-273.15摄氏度。
那么,为什么这是绝对零的唯一点?它的准确值是如何得到的?这么低的温度意味着什么?
在生活中,我们能接触到的最低温度,大概就是液氮产生的温度。在常压下,液氮的温度约为-196摄氏度,足以完全冻结我们能想到的任何物体。
当然,这只是-196摄氏度的低温。你需要知道的是宇宙中有较低的温度。目前,科学家发现的“镖星云”温度一度低至-272摄氏度。
据了解,“镖状星云”是由恒星死前喷出的气体形成的。由于这些气体本身并没有多少能量,它们的扩散还是需要消耗能量的,所以随着气体的扩散,它内部所蕴含的能量会越来越低,最终导致它的内部温度会如此之低。
虽然“镖状星云”的温度已经下降到一个极限,但仍然比-273.15摄氏度的绝对零高出1.15摄氏度。这个数字虽然看起来很小,但要达到,却是绝对不可能的。你为什么这么说?
在这里,我们需要添加绝对零的原点。其实,和普朗克体温一样,绝对零度是由科学家通过数学公式计算出来的,但与普朗克体温不同的是,绝对零度是一个公认的无法突破的极限。
在中学的时候,大家应该都接触过理想气体状态方程。在理想气体状态方程中,当温度下降到-273.15摄氏度时,气体的体积或压力会减小为零。从极限的角度来看,这根本不可能达到,因此,-273.15摄氏度被定义为低温极限。
而当我们从分子动力学的角度出发,你会发现理想气体分子的平均平移动能是由温度T决定的,当温度T降低到-273.15摄氏度时,气体分子身体的运动会完全停止,这在现实中也是不可能实现的,所以从这个角度来说,这样的温度也是无法达到的低温极限。
-273.15摄氏度绝对零度,是什么意思?
这里我们从分子动力学理论的角度来解释这个问题。当温度达到绝对零时,分子的动能将完全消失,这意味着分子的运动将完全停止。这里的运动停止不仅包括分子振动的停止,还包括分子内部原子电子运动的停止。
也就是说,在绝对零的空间里,里面的一切都会处于绝对静止的状态,而在这样的状态下,时间也会变得毫无意义。如果说的比较夸张的话,可以理解为在绝对零度的温度下,时间会完全凝固!
不过话说到最后,小编突然想到了这样一个问题,那就是当普朗克的体温遇到绝对零时会发生什么?是宇宙最高温度瞬间冻结,还是宇宙最低温度瞬间破碎?
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