深度科普：达到绝对零度零下273.15度会怎样？连光都会被冻住！

中国古人，凭借他们敏锐的观察力和概括能力，整理出了一年中“二十四节气”的规律，以此来安排农业生产与日常起居。春夏秋冬四时，每个季节分别以六个节气为标志。

时至如今，我们仍旧习惯以节气作为季节更替的信号。城市居民可能不再耕田种地，但对季节变换的感知，主要体现在温度的起伏上。

在城市热岛效应日益显著的今天，人们发现春秋两季的气温变化愈发微妙，生活似乎只剩下了夏日的炽热与冬日的严寒。冬季给人的印象尤为冷酷，因为低温使得大部分生物放慢了步伐。

中国幅员辽阔，南北跨度近5500公里，横跨纬度约50度。因此，不同地区的气候差异相当显著。例如，海南岛的南端，冬季气温也能达到10℃以上；而在最北端的漠河，冬天的气温则可以降至零下40多摄氏度。

这样的寒冷之地，室外早已是水滴成冰，皮肤直接暴露在空气中会迅速冻伤甚至坏死。因此，除了必要的外出，这里的居民在冬季很少踏出家门。

为何地球上会有四季更迭？这个问题曾长期困扰着人类，直到我们认识到地球并非宇宙中心，而是绕太阳旋转的行星之一，这种绕转称作公转，其周期就是我们所称的一年。

公转的轨道并非标准圆形，而更似椭圆，这就造成了地球与太阳的距离不断变化，进而导致四季温度的不同。再加上地轴与黄道面并非完全垂直，南半球与北半球季节完全相反，当北半球经历冬季时，南半球正值夏季。

除了公转轨迹，不同地区的纬度也是影响气温的关键因素。由于地球呈球形，高纬度地区接收到的太阳辐射较少，温度自然更低。

因此，地球上最寒冷的地方是南极和北极，而地球上最低的温度记录是2018年在南极东部高原测得的，达到了零下100℃。

这样的温度听来令人震惊，因为在这样的条件下，似乎不可能有生命存活。然而，与更广阔的宇宙空间相比，零下100℃并不算特别低。

宇宙中的寒冷温度

地球之所以能够孕育生命，部分原因是有着适宜的温度。地球与太阳的距离既非水星那般近，也非天王星、海王星那般远，加上类似于温室的大气层，使昼夜温差不明显，让生命得以繁衍。

虽然太阳表面温度高达数千摄氏度，但在宇宙中能受到其热辐射的范围其实并不广，大部分空间都是寒冷的。那么，这个低温究竟“低”到了何种地步？

以太阳系的远日行星，即海王星和天王星为例，其最低温度可达零下200多摄氏度，远低于地球的最低温。

这样的低温行星，其表面几乎所有物质都被冻结，因此成为真正的“冰球”，除了水冰，还有氨冰、甲烷等，在低温下都固化成固态。

那么，这是不是宇宙中最低的温度？或者说，宇宙中是否存在一个低温的极限？我们知道高温可达数千摄氏度，那么低温是否也能低至零下几千度？

“绝对零度”的含义

答案是，不存在。根据热力学理论，存在一个数值被称为“绝对零度”，用热量单位“开尔文”表示为0K，换算成摄氏度约为零下273.15度。

尽管科学家已经测算出绝对零度的数值，但在真实宇宙中，这个温度只是可以无限接近，而不能真正达到，原因何在？要理解这一点，我们必须从温度的定义谈起。为什么宇宙中会有温度？这主要因为宇宙中的物质都在不断地运动。

辩证法告诉我们，宇宙中没有绝对的静止，一切皆在运动中。即使是看似静止的物体，其内部的分子、粒子也在运动中，所以物体本身具有温度，这是热力学第三定律告诉我们的自然法则。

因此，在绝对零度的情况下，一切都会静止不动。如果这个温度真实存在，那也只可能出现在一个绝对的“真空”中，那里不会有任何物质存在。而我们的宇宙本就是由物质构成的，所以不存在这样的地方。

现代物理学界普遍认同，宇宙的起源是一场大爆炸，所有物质最初都聚集在一个“奇点”，然后在大爆炸中扩散、膨胀，最终形成了今天的宇宙。

并且，宇宙不是达到一定规模后就静止不动，它至今仍在不断地膨胀，物质之间的距离也越来越远。

因此，我们可以说，宇宙中的一切都在持续运动，自然不存在所谓的“真空”。我们能观测到的宇宙是有限的，但在这之外，还有比光速更快扩张的部分，我们无法知晓那里的情况，因此被称作“不可观测宇宙”。

连光都会被“冻结”的低温

我们知道，水的凝固点是0℃，低于此温度的水会结成冰，这标志着水达到了结晶的“点”。其他物质也有类似的变化，只是所需温度不同。光对我们来说并不陌生，但容易被忽视的一点是，光本身也是一种物质。

那么，光会像水结冰那样，在一定的温度下“凝固”吗？如果真的能达到“绝对零度”，那么就连光也失去了传播的能力。

理论上，光速是宇宙中最快的速度，但因为其他物质的阻挡，这个速度几乎不可能达到。光的传播需要介质，我们能看到宇宙中的星体发出的光，是因为光通过了空间中的介质。

宇宙空间看似空旷，实际上存在一定的物质，可以让光通过。但由于宇宙空间的物质极为稀少，其温度非常低，只是与“绝对零度”还有一段距离。在“绝对零度”中，不存在任何物质的空间里，光只能在原地“凝固”，这真是不可思议。

宇宙低温与未来发展

既然温度与物质的运动有关，那么宇宙的温度在形成之后也在不断变化。据科学家估计，宇宙大爆炸之后的漫长时间里，宇宙的温度非常低，因为那时候的物质运动相对缓慢。

这种状态大约持续了一百亿年，随后宇宙开始“觉醒”，温度逐渐上升到现今。研究人员在观察一些古老星云时，发现这些天体的温度远低于银河系，这为上述理论提供了有力证据。

那么，宇宙的温度会持续上升吗？可能并非如此。由于我们的宇宙仍在不断膨胀，物质间的距离将越来越远，温度也会随之下降。当这种状态达到一定程度后，会形成“热寂”，这将是我们宇宙的最终命运。

在“热寂”状态下，宇宙中的所有物质都将达到“热平衡”，运动产生的能量也消失无踪。那之后，我们的宇宙将走向自己的终点，甚至可能引发新的“大爆炸”。

然而，这些理论目前仅是关于宇宙未来的猜想，到底会不会走向“热寂”，我们还需要更多的证据。

总结

宇宙中的一切皆与温度有关，甚至是我们身边无处不在的“温度”，也与宇宙的最终命运紧密相连。

对人类而言，这样的未来可能过于遥远，但我们探索的不仅仅是眼前的事物，对更广阔的宇宙，我们的好奇心总是驱使着我们前进。我们来自何方，又将去向何处？

每个人在生活中都可能有过这样的疑问，而研究人员正是将这些疑问付诸实践，通过各种理论探索，让我们能更了解自己生活在的这个物质世界。

在未来，我们可能还会有全新的发现，现在的我们无法预知，但可以充满期待。

宇宙温度对我们当前的实践并非全无影响。例如，太阳系内各天体的温差变化，能为我们未来的宇宙探索提供重要数据。

水星、金星的高温使得科研设备难以到达其表面，因为它们距离太阳太近；而远离太阳的行星，其低温也会影响我们的探索活动。

如何制造出能耐高温、低温的探测器，将成为未来航天技术发展的重点。如果我们能制造出能隔绝极端温度的宇航服，或许宇航员真的能踏上那些星球进行探索。