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如果温度达到绝对零度零下273.15度,时间就停止了?

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简单来讲,达到绝对零度,时间当然会停止,准确来讲,已经不存在时间这个概念了。因为绝对零度意味着连宇宙本身都走向终结了,还有什么时间?



不过,答案虽然很简单,仔细分析,还有很多东西值得我们去了解。

首先,什么是温度?

通俗来讲,温度是衡量物体冷热程度的物理量,但这个定义显然太笼统。物理学上是这样定义的,温度是反映微观粒子热运动的物理量,粒子运动得越剧烈,温度就越高。不过由于单个粒子的热运动是随机的,因此通常采用大量粒子的热运动来定义温度。

按照这个定义来分析,如果粒子的热运动完全停止了,也就是说粒子处于绝对静止的状态,那么此时的温度就是绝对零度,零下273.15度。



这个温度具体是怎么计算出来的呢?

简单讲,是根据理想气体公式计算的,按照该方程计算,当温度来到零下273.15度时,气体的体积会变成零。当然,理想气体在现实中是不可能存在的,只是一种理想状态,因此,绝对零度也是不可能达到的。



从量子力学角度来分析,由于不确定性原理的存在,微观粒子的速度和位置具有不确定性,两者不确定性的乘积不能小于一个常数,尽管这个常数非常小,但比零要大。



不确定性原理意味着,微观粒子的速度不可能是零,这表明微观粒子永远在运动,因此绝对零度是不可能达到的。

而且绝对零度这个温度下限,也是热力学第三定律的核心,告诉我们绝对零度是宇宙中温度的下限,只能尽可能接近这个温度,但永远达不到。绝对零度的存在就犹如光速一样,宇宙中也存在光速限制,万物的速度只能尽可能接近光速。

尽管物理学家明白绝对零度不可能达到,但他们在实验室中通过各种方式制造出接近绝对零度的环境,目的当然不是突破绝对零度的限制,而是想看看当温度接近绝对零度时,到底会发生什么。

如今,物理学家已经制造出无限接近绝对零度的温度,甚至只比绝对零度高38万亿分之一度。但千万不要以为这么微小的差异,只要“努力一把”就可以达到甚至突破绝对零度的限制了,即便是如此微小的差异,也是难以逾越的鸿沟。

不过,当温度非常接近绝对零度时,物理学家们确实发现了某些不可思议,甚至违背常理的现象。



比如说,在极低的温度下,绝大部分金属的电阻变成零,成为超导体。还有,当液态氦的温度低于2.2K时,也就是仅比绝对零度高2.2度时,就会变成超流体,这种物体形态比超导体更有趣更不可思议。



什么是超流体?通俗理解就是,装在杯子里的液体,会沿着容器壁做“反重力”向上运动,还能从液体无法通过的极其狭窄的间隙中流出来。

之所以会这样,是因为普通液体内的“黏性阻力”在温度非常低时会消失。更根本的原因是,氦原子属于玻色子,而玻色子不用遵守“泡利不相容原理”。因此,在极低的温度下,所有的氦原子都可以处于统一量子态,整个液态氦完全可以看作是一个超级大的原子,而这种量子状态,就是玻色-爱因斯坦凝聚态,也是物质的第五种形态!



总结

到这里,伙伴们应该明白为什么绝对零度无法突破了吧。

绝对零度,不仅意味着时间停止,更意味着万物冻结,甚至连时空本身都被冻结了,宇宙也走向终结了。

万物冻结,意味着任何微观粒子都静止了,原子是由原子核和电子组成的,电子在一刻不停地运动,才能保持原子的稳定。如果电子静止不动了,原子也必然会崩溃,万物就必然消失,最终只剩下“空荡荡”的宇宙。



说“空荡荡”的宇宙并不严谨,因为宇宙也不会存在。按照爱因斯坦的观点,时空和物质不能独立存在,物质依附于时空而存在,而时空中也不能没有物质,并不存在没有物质的纯粹空间。因此,如果物质不存在了,时空必然也会消失。

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