零下273.15℃的绝对零度有多可怕?时间和空间还有意义吗?

冬天的时候我们会穿棉袄,夏天的时候我们会穿短袖,人体对冷热的直接感受,决定了我们会穿什么样的衣服。而冷和热又是温度的代名词,那温度又是什么?

在科学家还没有从热力学角度考虑这个问题的时候,有说法认为“热”是一种物质,它和空气一样看不见摸不着,却又真实存在。当我们发现了“摩擦生热”时,科学家才从微观角度得出了正确的结论,温度的本质是物体分子热运动的剧烈程度。世间万物都是由一个个粒子组成的,它们时刻在做着无规律的运动,速度越快,物体的温度也就越高。

所以很容易得出绝对零度的概念,当物体分子几乎不做任何运动时,物体的温度将下降到一个极限值,也就是零下273.15℃。

这个数字大吗?一点也不大,科学家早就在实验室里,制造出了1.4亿亿亿亿摄氏度的可怕高温。科学家还猜测,奇点发生大爆炸时的温度,会比这个值还要大。理论上来说,在我们的宇宙里,温度是没有上限的,下限就是绝对零度。

绝对零度有多可怕?

人类探索宇宙也有半个多世纪了,我们并没有在宇宙中的某个角落,发现绝对零度。事实上,绝对零度是不可能达到的,就和爱因斯坦的相对论预言的一样,任何有质量的物体都无法达到光速。当温度下降,接近于绝对零度时,分子的运动几乎停滞。扩大到宇宙的层面,真正的绝对零度会让宇宙中的所有运动都停止。

物质运动停止了,时间和空间也就没有了意义,宇宙中的一切都会陷入永恒的静止之中,这真是个让人害怕的答案。不过时间并没有消失,对于人类而言,时间其实是个“工具”,我们的生活离不开它。

对宇宙而言,只要空间存在,时间就不会消失,只是物质运动陷入了静止状态。可观测宇宙的直径高达930亿光年,有很多物质稀疏的地方,这些区域被叫做“空洞”。把它们算上,得出宇宙的平均温度在零下270摄氏度左右。

科学家认为,导致宇宙温度这么低的原因,是宇宙本身过于庞大,直径930亿光年的庞大区域让物质无法均匀分布。

绝对零度是宇宙的结局?

其实宇宙的结局不仅和常规意义上的物质有关,还和暗物质和暗能量有关。一个简单的事实告诉了我们暗物质和暗能量的特点:它们和温度的关联性比较低。目前科学界的主流说法认为暗物质占据了宇宙总质量的大部分,但是它没有让宇宙的温度上升。

宇宙的温度从大爆炸发生之后,就逐渐冷却下来了。但是宇宙中的“熵”却一直在增加,我们现在观测宇宙,觉得恒星和星系都是有序的。这其实是种错觉,我们的观测时间太短了。实际上随着熵的增加,宇宙中的一切物质都在朝着无序发展。分子的运动看起来很快,实际上也是逐渐变慢的,只是我们很难察觉。

当分子的运动停止,温度便会达到绝对零度,宇宙的结局可能就是这样。当然,这不是确定无疑的答案,有部分科学家认为,我们所掌握的科学知识还不能精准预测宇宙的结局,绝对零度只是提供了一种可能性。

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