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婚姻自由|如果温度达到了绝对零度(约零下273度),时间就停止了吗?
浏览: 发布日期:2020-02-29

如果温度达到了绝对零度(约零下273度),时间就停止了吗?

如果能达到,时间当然会停止。我们来看看所谓的温度是什么?而绝对零度-273.15℃意味着什么?这可不仅仅是时间停止那么简单。


摄氏温标


现在我们最熟悉的温度单位是摄氏度,是瑞典人摄尔修斯(1701~1744)最早提出来的,以数字刻度表明温度高低的方法。所以以他的中文译名的第一个字为单位,符号为℃。


1742年,摄尔修斯将一个大气压下水的熔点与沸点,分别定义为100℃和0℃(这和现在的认知相反)。温度越高度数反而牛牛纸牌游戏越小,这样显得非常不自然,所以之后人们把这两个定义调换了下,变成了0℃和100℃,才形成了我们今天熟悉的摄氏度。


-273.15℃被称为绝对零度,是因为一切原子、分子的运动在这个温度将会停止,而温度的本质就是分子的热运动,所以比-273.15℃更低的温度不存在。在另一套温度换算刻度中,-273.15℃则被作为起始温度0,这就是开氏温标,单位为开尔文,符号K。


然而,摄氏度将水的熔点与沸点分别定为易用的0℃和100℃,在我们日常生活中应用更方便。


开氏温标


比起摄氏温度——以水结冰时的温度为基准,以科学家开尔文名字为单位的开氏温标更为合理,它表现的是“绝对温度”,所以又被称为热力学温标。其刻度间隔与摄氏温标相同。


它预示着温度有一个下限,热力学第三定律,也告诉我们这个下限温度永远也达不到。我们最多无限逼近它。


当物质接近这个下限温度时,会出现一些不可思议的现象。比如,大部分金属的电阻值将变为了零,变成了我们梦寐以求的超导体。另外,液态氦在低于2.2K的极低温下,会变成超流体,这是比超导体更有趣的现象。所谓的“超流体”,可以以类似液体的样子“沿容器壁反重力向上流动”,并能从液体无法通过的狭窄间隙(飞米直径)中流出。之所以会出现这些神奇的现象,皆因原本存在于普通液体内的“黏性阻力”变为了零。再从根本上来说,这是因为氦原子属于玻色子,而玻色子不用遵守“泡利不相容原理”(即在费米子组成的系统中,两个或两个以上的粒子无法处于完全相同的量子状态)。


在极限低温下,作为玻色子的氦原子全部可以变成了同一量子真人麻将下载态,整个液氦可以看成一个宏观的大原子,而以上说的所有神奇现象,都是源于这种量子态,也称为玻色-爱因斯坦凝聚态


即是玻色子原子在冷却到接近绝对零度所呈现出的一种气态的、超流性的物质状态(物态)。1995年,麻省理工学院的沃夫冈·凯特利与科罗拉多大学博尔德分校的埃里克·康奈尔和卡尔·威曼使用气态的铷原子在170 nK的低温下首次获得了玻色-爱因斯坦凝聚。在这种状态下,几乎全部原子都聚集到能量最低的量子态,形成一个宏观的量子状态。


绝对零度


虽然绝对零度是绝对无法达到的,就像超光速无法实现一样,但根据其定义我们也不难推测其结果。


绝对零度意味着冻结万物,万物皆静,时间还有什么意义?所以可以说连时空都冻结了。不仅如此,你想下电子一旦静止了,原子也就崩溃了,物质必然消失,最后只剩一个空荡荡的宇宙?不,宇宙都不会存在。以爱因斯坦“物质与空间相互依存”的观点来看,没有不存在于空间中的物质,也没有除去物质的纯粹空间。物质的真正消亡,必将伴随着空间的消除。


所以,-273.15℃这个温度,我们虽然能计算出来,但永远无法达到,也就是无法实验验证,但它依然属于科学体系下,这反而值得思考。


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总之,绝对零度仅仅是个概念,可以说是宇宙的生命线。为了保命,宇宙绝对不允许出现绝对零度。别看是降温,真要达到-273.15℃,可是要消耗无限的能量,这和要把有质量的物体加速到光速一样不可能。


反而是温度的上限,还没有确定的极限范围,就是因为分子和原子具备进行无限剧烈运动的可能性。