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為什麼「絕對零度」這個數值只能「無限接近」?原來和「這些東西」的運動有關
2021/09/19
2021/09/19

正妹小萌新帶你回味你想回味的,讓你看你想看的。

今天和大家談一個關于溫度的話題。

溫度這個詞,相信大家都不會陌生。我們每天都要和它接觸,我們人體有溫度,太陽的升起和降落帶來了不同的溫度,白天和黑夜的溫度也不同,可以說,溫度時刻伴隨著我們。

溫度就像時間一樣,雖然每天都伴隨著我們,但是我們對它們的瞭解卻並不多,可能很多人會說,溫度有什麼複雜的?事實上,人類目前對于溫度的認知還處于初級階段,越是簡單的事物往往越是神秘,比如:時間,看似簡單的時間,卻是宇宙中最神秘,最難理解和掌握的奧秘。

溫度自宇宙大爆炸以後,它就出現了,恒星內部的核聚變反應給宇宙帶來了一些溫暖和光明,它本身也是溫度源,太陽表面的溫度可達6000攝氏度,內部的溫度更是高到不可思議。

溫度到底是什麼?我們並不知道,科學家為了更好的研究和探索溫度的奧秘,給溫度進行了定義和劃分,將溫度分為零上和零下。相信很多人都知道,溫度是沒有上限的,幾千度,幾萬度,幾億度可以無限上升,但是溫度卻是有下限的,這個下限值就是絕對零度,也就是零下273.15攝氏度。

雖然科學家提出了絕對零度這個下限值,但是直到目前,我們還沒有在宇宙中發現能夠達到絕對零度的超低溫環境,而且實驗室中也無法製造出絕對零度,只能無限接近這個數值。那為什麼絕對零度這個數值只能無限接近,而無法到達呢?這主要跟它們內部的分子運動有關。

很多事物,你從巨觀的角度很難搞明白,好在人類已經能夠初步進行微觀世界的探索。在微觀世界中,很多巨觀事物的本質能夠表現得明明白白,一切的秘密都展現在我們眼前,溫度也是一樣。

從巨觀的角度,我們很難理解溫度為什麼可以不斷升高,沒有上限,更難以理解為什麼溫度卻有了絕對零度這個下限值,而且還無法達到。可是進入微光世界後,這一切都可以獲得答案。溫度的變化其實就是微觀世界粒子的運動劇烈程度。

當粒子的運動不斷加強,越來越劇烈的時候,物體的溫度也會不斷升高,而且粒子運動的劇烈程度並沒有上限,因此溫度也就沒有一個上限值,理論上溫度可以無限上升。

當粒子的劇烈程度不斷降低的時候,也就是溫度開始不斷下降,而粒子的運動卻有一個極限,那就是靜止,那粒子靜止完全不動的時候,溫度也就達到了極限,這個極限就是絕對零度,因此溫度是有下限的,不可能想要多低都可以,分子沒有了運動,溫度也就不會再有變化。

可是粒子的運動是一個相對的概念,它沒有絕對的靜止狀態,也就是說粒子不可能完全靜止下來,它多少還是會有一些運動,只是特別慢而已,正是由于粒子不可能絕對靜止下來,所以溫度也就不可能真正達到絕對零度,只能無限接近。

從另一個粒子動能的角度也可以很好地解釋溫度為什麼無法達到絕對零度,當粒子的運動靜止不動時,動能為零,熱能為零,而動能,勢能不可能存在負數,因此絕對零度就是溫度的下限值。但是運動是相對的,粒子的運動不可能停止,因此溫度也只能無限接近絕對零度,而無法到達。

可能有些人認為,溫度有沒有上限和下限只是人類局限于目前的科技,對溫度的一個理解。有可能隨著科技的不斷發展,未來人類對溫度的理解會更加深刻,有可能我們今天對于溫度的理解,在未來完全是錯誤的,溫度有可能也會有上限,而下限的極限值有可能也不是零下273.15攝氏度。

當然,對此我們也是支持的,科學的發展沒有盡頭,今天的理論明天不一定成立,溫度的本質到底是什麼?不同的時代可能會有不同的理解,也許未來科學家會真正揭開溫度的本質,會讓我們對溫度有徹底的瞭解,並利用溫度為人類服務、

想要破解絕對零度這個數值是不是極限,只有在宇宙中尋找到達到這個數值的溫度環境,或者在實驗室製造出能夠達到絕對零度的溫度,這樣就能夠說明,絕對零度也是可以達到,甚至打破的。不過,目前科學家還沒有發現或做到。

宇宙其實是一個溫度超低的環境,能夠達到零下270攝氏度,這個溫度已經非常接近絕對零度。或許宇宙的某一處,還有比這個溫度更低的環境,也有可能有能夠達到絕對零度的地方。

不過人類目前的可觀測宇宙范圍還是有限的,在現有的觀測范圍內,估計是沒有能夠達到絕對零度的地方,或許只有神秘的宇宙邊緣才有真正的超低溫度,只有期待未來去破解這個奧秘了。

大家對這件事情有什麼看法的嗎?

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