地球之所以有如此适宜的环境,主要就归功于太阳所释放出来的能量。
在太阳系中,八大行星和其余的各种天体的能量都是来源于太阳,而且根据与太阳之间的距离不同,所获得的能量也各不相同。
就比如与太阳相隔最近的水星,其白日的最高温度甚至可以达到惊人的432℃,就算是到了夜晚,其整体温度也都保持在172℃以上,这在地球人看来已经是非常恐怖的热量了。
在浩瀚的宇宙当中,不是所有区域的温度都跟地球一样如此温暖惬意,绝大部分星体的温度都是非常极端的。
就比如在太阳周围,其最高温度甚至可以达到上亿摄氏度,光是听着就非常可怕,而在与地球相隔5000光年之外的旋镖星云周围的温度就已经达到了零下272摄氏度左右,而人类认知的虽低温度也只有不过零下273.15℃而已。
连光都能冻住
那么这个绝对零度到底有多可怕呢?
最初的时候,牛顿首先提出了光的粒子化理论,不过在惠更斯以及其他科学家的合力研究后发现,光不仅仅是一种粒子,同时它还具备波的形式和特点,而当一束光进入绝对零度的范围内时,这几道波就会被极低的温度所冻住。
后来,爱因斯坦根据前人总结的经验教训,最终提出了最经典的光的波粒二象性理论,在这一理论中提到,光是沿着直线方向传播的,如果光是粒子形态,那么这一束光就会被极低温度冻结成一根棍子。
不过以上说的这些都是在理论的基础上形成的,但是以人类目前所了解的相关知识和理论便可得出,想要达到绝对零度,几乎是一件不可能的事情,同时即便是光子进入了绝对零度的环境下,如果该环境并不是完全真空的环境,那么所谓的绝对零度状态也就无法成立了。
这种矛盾性也让这个实验本身失去了研究的价值。
毕竟,在绝对零度的世界当中,既没有物质的存在,也不会出现运动的现象,自然也就没有时间和空间的概念,所以在宇宙发生大爆炸之前,基本上整个空间都是处于绝度零度的。
除了最开始的奇点之外,无论是时空亦或者是其他物质都是不存在的,所以从某种角度上来看绝对零度也是一种另类的永恒。
可怕的绝对零度
对严寒的畏惧是生命的本能,更何况是连光都能被冻结的绝对零度呢?那么绝对零度这一概念到底是怎么来的呢?
我们在讨论绝对零度之前,先来看一下摄氏度这一概念。
摄氏度最早是由瑞典的一个天文学家发现的,当时他在研究的过程中把冰水混合物的温度定位100℃而且把滚烫的开水的温度定义为0℃,后来为了方便人们进行应用,又把这两个评判标准给倒了过来。(标准大气压的条件下)
而从热力学的角度来看,开氏温标更为常用一些,1K就是1℃,而0K就是绝对零度,也就是-273.15℃。
其实早在19世纪开始,人们便展开了对于绝对零度的研究,最开始提出的是热这一理念,科学家们认为热是一种运动的状态,这也成就了后来出现的热运动学说。
根据这一理论人们能够知道,所谓的温度,就是分子所进行的热运动的激烈程度,温度越高,分子的运动强度越高,反之,运动强度就越弱。
而且根据不同物体之前的分子运动状态的不同,也会出现不同的温度差异以及热传导和交换等现象,热量在不断移动的过程中可以从一种物质转移到另一种物质上,而在这个转移的过程中也促进了能量的形成。
而随着分子的运动状态越发激烈,其最高温度能够达到上亿摄氏度,但是想要让运动的热分子完全静止下来,就显得格外困难了。
而研究人员也从这个理论开始推理,进而计算出了宇宙中的最低温度就是绝对零度,在这个状态下,分子将进入完全静止的状态,其内部所存在的能量和动量全部恰是不见了,而且同时的环境也处于绝对真空的状态,既不存在时间的流动,也不存在空间的运动,所以这一温度只能存在与理论当中而无法真实存在!
绝对零度的意义
从上文中我们也能知道,在宇宙大爆炸之前,整个空间都处于绝对零度的状态,而大爆炸则带来了无限的热量以及能量,从一个体积无限小的奇点到如今浩瀚的宇宙,人类对温度和热量变化的研究,其实就是对整个宇宙的演化过程的研究。
随着初始获得的能量不断消耗,宇宙的膨胀过程就会减缓,到最后不再膨胀,也不再诞生全新的星体,宇宙中的熵变持续飙升,到最后陷入一片死寂。
而这个时候,整个宇宙的能量都已经消耗殆尽,而温度也无限接近于绝对零度,但是却永远也达不到绝对零度。
结语
宇宙的温度对于人类的研究过程有着非常重要的意义,不仅能提供更多的数据参考,也能帮助我们更好的探索宇宙中的未知领域。
不过对于现在的人类而言,还没有足够的能力去探秘这些极端环境区,更无法寻找到绝对零度的相关证据,不过,相信随着科技的不断发展,我们终将克服重重束缚,获取到更多对人类有利的资料!
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