宇宙中最冷的地方是零下多少度(温度达到绝对零度会怎么样)

这个问题只是一个假释,因为这不可能实现,也不会出现。

宇宙中最冷的地方是零下多少度(温度达到绝对零度会怎么样)(1)

绝对零度,零下273.15℃

绝对零度只是一个理论值,永远都不可能实现,也永远不会出现。

那假如出现了绝对零度,假如……会怎么样?答案是:时间、空间都失去意义,世界覆灭,宇宙灭亡,所有的所有都不复存在!

宇宙中最冷的地方是零下多少度(温度达到绝对零度会怎么样)(2)

绝对零度

怎么会这样呢?要回答这个问题,就要先了解什么是温度。所谓温度,通俗点讲,就是物质的冷热程度。我们所感知的冷热变化,比如气温,就是空气的冷暖。为了给冷热设置一个高低刻度,用来表示冷热的程度,这就是狭义上的温度。

宇宙中最冷的地方是零下多少度(温度达到绝对零度会怎么样)(3)

中子星形成之初温度高达1000万℃

但在物理学、化学上,温度的定义不是冷热程度这个概念,而是指物质内部粒子的运动速度,也就是原子、质子、离子等粒子运动速度的快慢,运动速度快,动能就大,由此产生的热量就大,温度就高;反之,物质内部粒子的运动速度慢,动能就小,产生的热量就小,温度就低。一句话,温度是物质内粒子活动的剧烈程度。也可以理解为是物质内部微观粒子热运动的外在表现,是物质内部微观粒子热运动的剧烈程度。

宇宙中最冷的地方是零下多少度(温度达到绝对零度会怎么样)(4)

太阳系内最冷的行星——天王星,零下224℃

绝对零度是什么呢?数值是多少呢?绝对零度为-273.15℃,或者表示为华氏-459.67度。这是一个理论值,在实践上是不存在的。因为到了绝对零度,所有物质都没有了动能,其内部粒子都处于绝对静止状态,从生死意义上来说,物质内部粒子失去动能,都静止不动,则表示物质已经死亡,不再存在了。但宇宙中任何物质内部是必然存在动能和热量的,也在不停地进行能量转换,动能不可能消失得绝对的干干净净。在热力学上,绝对零度,表示物质所有热运动都完全停止,运动速度为零,任何能量都消失,这是绝对不可能的。在量子力学上,当粒子的动能低到量子力学上的最低点时,物质即达到绝对零度,不能再低了。

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俄罗斯东西伯利亚奥伊米亚康,寒冷异常,零下73℃

而宇宙中的一条最基本的定律是:物质内部粒子的速度和位置的不确定性,它们之间的乘积不能小于普朗克常数。而绝对零度后,粒子的运动速度为零,这违背了上面所讲的宇宙基本定律。因此,绝对零度不可能出现,也实现不了。

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我国研制的液氮制冷系统

假如绝对零度来临,那整个宇宙都将消失,这是非常可怕的。什么都不存在了,包括时间、空间概念,空气、宇宙中的所有天体包括宇宙,都烟消云散。所以说,温度没有上限,可以无限高,但温度却有下限,这是一个不可逾越的鸿沟,一道防火墙,那就是零下273.15℃。绝对零度只能无限逼近,却无论如何也达不到,哪怕是近在咫尺,触手可及,也永远到不了那个,这个就是零下273.15℃。从18世纪初,科学家就在想方设法地想制造出最低温度,尽管一次次破纪录,但总是离绝对零度还是差那么一点点。

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宇宙大爆炸时的奇点

2003年9月12日,一个由德国、美国及奥地利等众多科学家组成的国际科研小组成立,任务就制造出宇宙更低温度,经过努力,科研小组成功制造出比绝对零度高0.5开尔文的温度。目前,美国国家实验室以及普林斯顿大学实验室,相继制造出-273.14999999999℃的低温,但还是比绝对零度高0.00000000001摄氏度。这还是有力证明了,绝对零度永远达不到,只能无限接近。

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宇宙大爆炸,瞬间温度高达1.4亿亿亿亿摄氏度

今年7月,我国中科院物理研究所成功研制出无液氦稀释制冷机,这是一套大型液氦——超流氦温区制冷系统,表明我国在高端极低温仪器制造上取得突破性进展。这套设备可制造出零下273.14℃的低温,只比绝对零度高0.01℃。高端超低温设备在凝聚态物理、材料科学、量子物理、天文探测等领域有广泛应用前景。虽然比美国国家实验室创造的极端最低温高了那么一点点,但我们这是实用设备,是可以量产用于科研的,而美国的极端低温是实验室所得出的数据,并不能用于实际。不需要借助液氦辅助而实现-273.14摄氏度的低温,这是非常了不起的科研成就,为量子计算机芯片提供了用于维持量子态必须的最低温环境。

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无液氦稀释制冷设备,可实现-273.14℃极端低温

宇宙中最冷的地方是零下多少度(温度达到绝对零度会怎么样)(10)

将“永久气体”氦气冷却为液态氦,非常困难

那么,绝对零度达不到,那最高温度是多少呢?最高温度没有上限,可以无限高。宇宙大爆炸时的奇点温度(普朗克温度)高达1.4亿亿亿亿摄氏度,但这个温度只是那一瞬间所产生的,时间非常短,之后,宇宙的温度就逐渐下降。目前,宇宙的平均温度是-270.45℃,它还将继续冷却下去,一旦达到绝对零度,那就是整个宇宙的毁灭时刻的到来。不过,这个时间非常漫长,估计还得几百亿年后。普朗克温度是目前已知的宇宙中的最高温度,但就是那一瞬间,以后也不会再出现。宇宙中两颗双子星碰撞,产生3500亿℃的高温,而人类所创造出的极端高温却屡创新高,最新数据为4万亿℃,这是人类利用实验室设备所创造出来的高温,令人匪夷所思。

宇宙中最冷的地方是零下多少度(温度达到绝对零度会怎么样)(11)

布莫让星云——零下272摄氏度

那宇宙中最冷的地方是哪里呢?答案是布莫让星云,布莫让星云也叫回力棒星云,因形状酷似蝴蝶结所以也叫蝴蝶结星云。布莫让星云位于半人马座,是一个行星状星云,距离地球5千光年,于1979年被发现,这儿是宇宙中目前已知的最冷的地方,温度低至-272℃,比绝对零度高1.15℃。这是宇宙自然界中的最低温度,是目前所知道的温度低于宇宙背景辐射的天体,被戏称为“宇宙冰盒子”。在这个温度下,物质表现出来的状态既不是液态,也不是固态,更不是气态,而是聚集成一个唯一的“超原子”状态。

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宇宙中已知的最冷的地方——回力棒星云

总之,温度可以无限高,但不能无限低,只能无限逼近绝对零度,不能达到绝对零度,这是宇宙中的铁定律。

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