人造最高温度能达5.5万亿度，为何无法达到，-273.15℃的绝对零度

地球已经诞生超过46亿年了，而地球又是宇宙中微不足道的一颗星球。从最初的类人猿时期，到后来的石器时期再到现在具有发达科技的文明时期，而人们诞生也不过千万年。在宇宙中还有许多奥秘等着人们去发现。

在过去的这些年里人类科技发展还是取得了一些进展，但是有些技术难题到现在依旧没法解决，就比如人类靠核能创造出的最高温度可达5.5万亿度，但目前却无法造出-273.15℃的绝对零度，这究竟是为什么？让我们一起来探究一下其原因。

为何人类对“核能”如此执着

核能被称为20世纪最伟大发现。原子核中蕴藏着极大的能量，如果人们可以将原子核中的能量释放出来，那么就可以得到巨大的能源。

人们率先想到核能的作用是用于军事，二战时期具有发达科技水平的美国率先发明出了以核裂变作为能量源的核弹，并于二战时期在日本投下了两颗核弹。

在此之后人们想利用核裂变的能量来取得能源，这才有了后来的核发电厂。但人们又发现核裂变并不是最强大的变化，核聚变产生的能量比核裂变还要大。

所以人们就想控制核聚变反应，来为人类提供源源不断的能源供应。于是“人造太阳”这个理念被提出。

太阳是银河系最重要的能源来源，太阳亿万年来一直源源不断地释放着能量，人们就想着如果能把太阳的能量全部汲取，那么人类就会获得源源不断的能源。但现在人类的技术无法实现这一目标，所以科学家就在考虑能否制造一个类似于太阳的装置呢？

人类对“高温”的追求

所以“人造太阳”就应运而生，它其实就是一个大型核聚变反应堆。而且人造太阳核聚变反应的主要原料来源于海水，可以说这项技术如果成功定会造福于人类。

“人造太阳”其实是一个国际性合作的科研项目，以前多是欧美等发达国家参与。2006年中国也加入了研制“人造太阳”的科研任务中来，在我国安徽合肥建造了我国自主研发的“东方超环”可控核聚变实验装置。

虽然我国加入研发“人造太阳”的时间较短，但是我国取得的进步是巨大的。2020年4月2日，安徽合肥的“东方超环”可控核聚变实验装置，实现了世界上“人造太阳”第一次在1亿℃下稳定运行10秒的任务。别看只运行了短短的10秒钟，但这代表我国“人造太阳”科研工程取得了巨大进展，人类离控制核聚变能量释放又向前迈进了一步。

太阳内部温度才不过几千万摄氏度，而中国“东方超环”已经能达到1亿℃的高温了，这已经超过太阳的温度了，是不是证明人造太阳已经研制成功了？但其实并不是，“人造太阳”的技术难点其实并不在达到多高的温度，最难攻克的难点其实是如何持续地控制核裂变。而且人类目前制造的最高温度也不止1亿℃。

2012年欧洲科学家在不考虑持续时间的前提下，使用欧洲最大的大型强子对撞机创造过5.5万亿℃的高温。这对世界上各国资源短缺，解决能源分布不均起到了里程碑式的作用。当然，人类不会止步于此，依旧会朝着温度更高、持续时间更长的目标前进。

能量是由物体运动产生的，而宇宙中物体的最快运动速度是光速，有科学家根据一系列数据计算得到，宇宙中物体释放的最高温度能达到1.4亿亿亿亿℃。但是因为物体的质量原因，其运动速度只能无限接近于光速，却达不到光速。

所以宇宙中的最高温度其实是没有上限的，但是宇宙中的最低温度是有限的。也就是物体没有产生能量时的数值——0千焦，换算成温度也就是-273.15℃。

最低温“绝对零度”

“绝对零度”并不是人们想象的0℃，0℃只是常温常压下水结冰的温度。而“绝对零度”是热力学的最低温度。换算成温度单位就是-273.15℃。但“绝对零度”是现实情况下无法达到的，只是理论上的最低温度下限。

那么为什么人类制造的最高温度能达到5.5万亿℃，而仅有-273.15℃的“绝对零度”却无法造出呢？

无法达到的“绝对零度”

虽然“绝对零度”看起来数值很小，很容易就可以到达。但是物体的温度是和其运动速度有关的，物体运动越快温度就会越高。而按照“绝对零度”的理论来说，在达到“绝对零度”时，物体分子已没有动能处于绝对静止状态。

但是粒子“绝对静止”与物理学规律其实的相悖的。著名物理学家海森堡提出过“不确定性理论”，他通过一系列实验来证明粒子是一直在不断地运动中的，人们无法测量其粒子的位置。

而且绝对零度是通过理想气体状态方程来推出的，理想气体动能由温度决定那么“绝对零度”可以说是理想气体绝对静止时的温度。但事实上理想气体在“绝对零度”时，已不是气体状态，呈现为液态或固态。那时候已经不符合热力学的相关计算规律了。

而且“绝对零度”说的是粒子要处于绝对静止状态，但是爱因斯坦的“相对论”却提出物体运动与静止是相对于参考系来说的。而绝对静止的参考系又是不存在的，所以“绝对零度”所谓的绝对静止状态，其实是相对于参考系来说得相对静止状态。

假如说世界真的达到了“绝对零度”，这意味着，世间的万物都停止了运动。包括时间，这就像科幻大片中所讲到的时光停滞现象。使人类可以穿梭于不同的时空之中，当然这只是理想状态，“绝对零度”无法达到。

人类对“绝对零度”的追求

虽然“绝对零度”只是理论情况，但人们并没有停止对“绝对零度”的追求。曾有一个由美国、德国、奥地利等国的科学家组成了一个联合科研组，对“绝对零度”发起挑战。他们在实验室里利用磁陷技术达到了仅比“绝对零度”高0.5纳开尔文的温度，这是人类历史上第一次达到比“绝对零度”高1纳开尔文以内的超级低温。

2001年诺贝尔物理学奖获得者，德国科学家科特勒曾说，他们首次达到“绝对零度”1纳开尔文之内，是人类历史上最求最低温度的里程碑。

宇宙中温度最低的地方

冥王星是太阳系距离太阳最远的行星，由于其位于太阳系边缘，能接收到的太阳能量极低。导致冥王星表面最低温度可以达到-229℃，所以冥王星也是太阳系内温度最低的地方。但是-229℃与“绝对零度”相距甚远，而且放眼整个宇宙，-229℃也并不是宇宙中温度最低的地方。那么宇宙中温度最低的地方在哪呢？

现在人类观测到的宇宙最低温是布莫让星云，也被称为回力棒星云。距离地球约5000光年。据科学家观测并计算得知，布莫让星云的温度达到了-272℃，这个温度仅仅比“绝对零度”高了1.15℃。那布莫让星云温度为何这么低？

星云是不断膨胀的，而膨胀是需要能量的，但布莫让星云周围并且有能量源。所以布莫让星云膨胀只能消耗自身的能量，导致其内能越来越低，温度也随之下降，让布莫让星云成为一个十分接近“绝对零度”的地方，但是它只会无限接近于“绝对零度”永远无法到达。

无论人类是追求“绝对高温”还是“绝对零度”，都是想掌握宇宙规律，为人类谋福祉。说不定在未来的某一天，人类真的能长期控制核聚变，用着永远不会枯竭的能源。而且人类技术可以制造出“绝对零度”，甚至使科幻电影成为现实，这并非无稽之谈，上世纪很多科幻片中的东西现在人类都已经发明出来了。

所以科技是无尽的，需要人类一代一代不断地努力，人类文明才能永远持续下去。

作者：三石 校稿编辑：小宛