零下273.15℃的絕對零度有多可怕時間和空間都會失去意義

零下273.15℃的絕對零度有多可怕時間和空間都會失去意義

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。寒冷的冬季,是許多動物的噩夢,因為冬季的溫度較低,食物來源減少,同時為了對抗低溫,生物的能量消耗會大大增加,正是因為這個原因,在地球的兩極有大量的空間,生物種類卻很少,可以在低溫的極端環境下生產的生物,基本都有一手“絕活”那麼在浩瀚的宇宙中,最低的溫度又是多少,最寒冷的地方會有多冷呢?其實在熱力學中,存在一個“絕對零度”,也就是溫度的下限,宇宙的最低溫度只可能是絕對零度,不可能出現比絕對零度還要低的溫度。

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但是絕對零度並沒有我們想象中的低,只有-273。15℃,和宇宙中出現的高溫相比,這個數字很小,目前地球上的科學家已經利用離子對裝機實現了1。4億億億億攝氏度的高溫,並且科學家推測,宇宙大爆炸的瞬間溫度是無窮大的,這就代表宇宙中的高溫沒有上限,低溫卻存在絕對零度的限制,為什麼高溫和低溫的差別這麼大呢?其實越是看似簡單的理論就越難證實,在我們的理論中,絕對零度和有質量的物體達到光速一樣,是永遠無法真正實現的,因為有質量的物體達到光速後,質量也會變成無窮大,因此有質量的物體無法實現光速,而在溫度接近絕對零度時,也會出現同樣的情況,如果達到絕對零度後,分子的動能和勢能都會變成0,也就是停止了一切運動,一切陷入永恆的靜止中,也就說說一旦達到絕對零度後,時間和空間都會失去意義,這是一個讓人感到害怕的答案。

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時間是人類製造出來的抽象概念,如果宇宙存在一個結局的話,並不是時間走到盡頭,而是宇宙中的所有區域都達到“絕對零度”,一切分子的運動都停止,當宇宙陷入永恆的靜止後,對於人類來說,時間也就自然而然地消失了,可是對於宇宙來說,宇宙空間仍然存在,只不過一切都進入了靜止狀態。從目前來看,宇宙迎來這樣的結局需要漫長的時間,畢竟宇宙中還存在這麼多的恆星以及大量的天體,即使這些天體在漫長的時間中一一消失,仍然有暗物質和暗能量在支撐著宇宙運轉。

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目前我們的宇宙經歷了138億年的漫長時間,從宇宙大爆炸開始的炙熱慢慢降溫,如今空洞的宇宙空間中,平均溫度在零下270。42攝氏度左右,也就是說宇宙大部分割槽域都是極度寒冷的,但是我們都知道宇宙中存在大量的恆星,這些恆星都無比的炙熱,也在不斷的釋放著熱輻射。曾經就有科學家提出,既然宇宙中存在著大量的恆星,為什麼宇宙空間沒有被照亮,仍然是一片黑暗呢?在不考慮宇宙膨脹的前提下,唯一的原因就是“宇宙實在太大了”,我們太陽系這樣的普通恆星星系,直徑都在1~2光年之間,銀河系的直徑更是高達數十萬光年,就算是炙熱如恆星,也無法照亮溫暖這麼空曠的空間。

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從根本上來看,宇宙平均溫度如此之低是因為宇宙太空曠,熱量分佈十分不均勻,目前科學家已經在實驗室中利用現今的儀器,把一塊銠金屬的溫度降低到了零下273。1499999999攝氏度,無限接近絕對零度。從宇宙的平均溫度就可以看出來,暗物質和暗能量和我們常識中的物質能量不同,不僅僅無法被人類觀察,似乎也不會造成溫度的變化,這就導致了我們的宇宙中雖然存在大量的暗物質,平均溫度卻很低。宇宙中的“熵”在不斷增加,從宇宙如今的平均溫度就可以看出來,在138億年的時間後,宇宙中的行星雖然高度有序,宇宙空間本身的熵在不斷延伸膨脹中慢慢增加,當然距離真正的絕對零度還很遙遠,那麼宇宙的結局真的會是隨著熵的不斷增加,分子的運動越來越緩慢,宇宙空間的混亂程度不斷增加,直到一切都進入混亂的虛無,分子也停止運動嗎?

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一切都停滯進入絕對零度的“熱寂論”是很多人認可的宇宙結局,但是也有一部分人認為,人類文明出現的時間太短暫了,用我們的理論去解釋宇宙存在很大的侷限性,假如人類沒有滅絕,科技一定會越來越發達,宇宙進入熱寂的時間需要很久很久,或許是千億年以上,到時候人類或許已經可以探索其他平行宇宙,不用為了宇宙的結局擔心。宇宙的結局是什麼?距離我們太過遙遠,或許我們更應該專注於當下的生活……想了解更多精彩內容,快來關注

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