零下273.15攝氏度究竟有多可怕?一切都將靜止,包括「光」

地球上之所以能夠有這麼多生命的存在,其中一個重要的原因就是有著 適宜的溫度。地球和太陽之間的距離既不像是水星那麼近,也不像是天王星、海王星那麼遠,加之還有類似于「溫室」的大氣層,能夠讓我們的晝夜溫差不那麼明顯,讓生命能夠繁衍生息。

儘管太陽表層的溫度達到了數千攝氏度,但是在茫茫宇宙之中,能夠受到恒星的熱輻射的范圍並不大,大部分空間還是冰冷的。那麼,這個低溫到底「低」到了什麼程度?

就拿太陽系中的「遠日行星」,也就是海王星和天王星的溫度來說,它們最低能夠達到 零下兩百多攝氏度,遠遠超過了地球上的最低溫。

對于這樣一顆冰冷的行星來說,幾乎表面上所有的物質都被凍結了,因此是名副其實的「冰球」,除了有水冰以外,還有 氨冰、甲烷等,它們都在低溫下變成了固體。

那麼,這樣的狀態是不是宇宙中最低的溫度了呢?或者說,宇宙是不是真的有一個低溫的極限?我們知道高溫可以達到成千上萬攝氏度,那麼低溫是不是也會達到零下幾千度?

「絕對零度」的概念

答案是否定的。在熱力學的概念中,有一個數值叫做「 絕對零度」,用熱量單位「開爾文」來表示是0K,換算成攝氏度大約是 零下273.15度。

不過,儘管科學家們測算出了絕對零度的數值,但是在真實的宇宙中,這個溫度卻是只能夠接近而無法在達到的,這是為什麼呢?要想明白這個結論,我們需要先從溫度的概念開始說起。為什麼宇宙中會有溫度?這主要是因為 宇宙中的物質處在不斷地運動當中。

辯證法告訴我們,世界上的一切都是處在不斷的運動當中的,並不存在絕對的靜止。所以,即使是那些看起來沒有運動的物體,其內部的分子、粒子等組成部分也處在運動當中,所以 物體本身是有溫度的,這是熱力學第三定律告訴我們的自然規律。

因此, 絕對零度的環境下,一切都將靜止。而且就算這個溫度真的存在,也是存在于一個絕對「真空」的空間裡,其中不會有任何物質的存在。我們的宇宙本來就是物質組成,自然也不存在這樣的地方。

現在的物理學界已經基本認定, 宇宙的起源是那一場大爆炸,也就是說一切的物質最初都存在于一個「奇點」當中,並在大爆炸發生以後開始分散、膨脹,最終形成了如今的宇宙。

並且,宇宙並不是在達到了一定的大小之後就靜止了, 它至今都還處在不斷地膨脹當中,物質之間的距離也越來越遠

所以我們可以說,宇宙中的一切都還在運動,自然也就不存在所謂的「真空」了。我們能夠測量出的可觀測宇宙是有限的,但是在那之外還有比光速膨脹得更快的部分,因而我們無法瞭解那裡究竟是什麼樣子,因此也被稱為 「不可觀測宇宙」

連光也會被「凍住」的低溫

我們知道水的凝固點是 0攝氏度,在零度以下的水就會凝結成冰,實際上就是水的溫度達到了結晶的「點」,而其他的物質也會有這樣的變化,只不過是需要的溫度不同罷了。光對于我們來說並不陌生,很多人會忽略的一點是,其實光本身也是一種物質。

那麼,光也會像水結冰那樣,在一定的溫度下「凝結」嗎?實際上, 如果真的能夠達到「絕對零度」,那麼就連光也會失去傳播的能力。

從理論上來說, 光速是宇宙中最快的速度,但是因為有其他物質的阻擋,這個速度幾乎是不可能達到的。光的傳播需要介質,我們之所以能夠看到宇宙中的天體散發出的光亮,是因為 光通過了空間裡的介質。

宇宙空間雖然看起來空無一物,但實際上其中還是存在著一定的物質,能夠讓光通過。不過由于宇宙空間的物質十分稀薄,它實際上的溫度非常低,只不過離「絕對零度」還是有一定距離。 在「絕對零度」,也就是不存在任何物質的空間裡,光只能夠「凝結」在原處,這實在是非常不可思議。

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