大家应该都知道,宇宙中存在最低温绝对零度,零下273.15度,宇宙中任何环境的温度都要比绝对零度高,哪怕只是高那么一点点,无限接近绝对零度,但就是达不到绝对零度。

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这种特性与光速不可超越是一样的,在宇宙中任何物体的速度都不可能超过光速,而且任何具有静质量的物体速度都无法达到光速,只能尽可能接近光速。

人类能创造出非常接近绝对零度的低温,仅比绝对零度高了十亿分之一度,但就是无法达到绝对零度。十亿分之一度这么微小的差异,千万不要以为努力一把就能达到绝对零度了,实际上那是无法逾越的鸿沟。

问题来了,为什么就是无法达到绝对零度呢?首先要了解什么是温度。

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温度,是衡量物体冷热程度的物理量,但这种模糊的定义相当于没说。具体来讲,温度是衡量微观粒子运动快慢的物理量,也就是内能。微观粒子的运动速度越快,物体的温度就越高,反之就越低。

理论上分析,当微观粒子的速度降为零,也就是处于绝对静止的状态,物体的温度就是绝对零度。问题就在于,微观粒子一直都在做无规则运动,不可能处于绝对静止的状态。

从量子力学角度来讲,我们还可以更严谨地分析为什么微观粒子不可能绝对静止。因为微观世界存在不确定性,具体来讲就是微观粒子的位置和速度是不确定的,两者不确定性的乘积必须不小于一个常数。

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当然,这个常数非常小,不过还是比零要大。

不确定性原理就告诉我们,微观粒子的速度不可能是零,否则就违反了不确定性原理了。因此微观粒子永远在运动,宏观物体的温度当然不可能达到绝对零度。

不过,有人总是想知道,假如达到绝对零度,会发生什么呢?

简单讲,一旦达到绝对零度,宇宙就死亡了,一切都不存在了。时间和空间也都会消失。

为什么会出现这么恐怖的结果呢?

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绝对零度意味着,宇宙中的万事万物都处于绝对静止的状态,没有任何的能量交换了,时间和空间都处于绝对停滞的状态,实际上就是变得毫无意义了。

尽管科学家们知道绝对零度无法达到,但仍旧会在实验室中通过各种方式制造出接近绝对零度的环境,当然这样做的目的不是为了突破绝对零度的限制,只是想知道当物体的温度接近绝对零度时,到底会发生什么。

实际上,真的会发生很多神奇效应。当物体的温度逐渐靠近绝对零度时,就会呈现出一种新的物质形态,玻色-爱因斯坦凝聚态,也是物质的第五种形态。该形态下的物质,会出现很多在我们看来违背常识的现象,比如说超流体现象。

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比如液氦,在温度足够低时,就表现出一种超流体的特征,完全缺乏黏性,如果将超流体液氦放置于环状的容器中,在没有外力推动的情况下,它可以不停地流动。它能以零阻力通过微管,甚至宛若生物一样,能从杯中向上爬上杯口,溜出杯子。这种反重力的行为实在叫人感到不可思议。

宇宙存在绝对零度的最低温,那么有没有高温限制呢?

有人会认为高温可以无限高,没有限制,实际上并不是这样的。宇宙中也存在高温限制,也就是所谓的“普朗克温度”,那是宇宙大爆炸发生一个普朗克时间的温度。

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普朗克时间,是有意义的最小时间单位,因为普朗克温度是有意义的最高温度。或许宇宙大爆炸发生一个普朗克时间之前的温度会高于普朗克温度,但那样的温度对于我们来讲是没有意义的。

普朗克温度只发生过一次,就是在宇宙大爆炸发生一个普朗克时间时出现的,之后的宇宙温度都比普朗克温度要低,这个温度高达1.4亿亿亿亿度。普朗克温度与光速,普朗克质量,玻尔兹曼常数有关。

话说回来,由于宇宙的寿命也是有限的,那么等到宇宙走向终结的那天,温度会不会到绝对零度呢?

理论上有可能的,等到宇宙死亡的那天,万事万物都消失了,包括时间和空间本身都终结了,万物都处于绝对静止的状态,能量也消失殆尽,那很可能就是一个让人窒息让人无法想象的极度低温状态,绝对零度。

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不过,我们丝毫无需担心那一天的到来,因为宇宙的终结只会发生在极其遥远的未来,遥远到我们无法想象。最大质量黑洞的寿命大约为10的1000次方年,等到最后一个黑洞死亡后,基本就宣告宇宙的灭亡了。

而我们的太阳在大约50亿年后就走向终结了,那时候人类文明还在不在,都是一个大问题!

完。