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零下一千攝氏度的低溫出現(xiàn)在地球上，那肯定要比2012凍住帝國大廈的寒流威力要大得多！會(huì)是怎樣嗎？其實(shí)可能并不是這樣，因?yàn)榱阆?000攝氏度的溫度并不存在！宇宙中能夠達(dá)到的最低溫度也只有-273.15℃，也許吃瓜群眾會(huì)很好奇，為什么存在上千萬甚至上億度的高溫，卻沒有-1000℃？  一、什么是溫度？ 宏觀上溫度就是表現(xiàn)物體冷熱程度的度量，是一個(gè)名詞！但在微觀上衡量物質(zhì)微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)的指標(biāo)，也許用動(dòng)詞來定義它似乎更準(zhǔn)確一些！  微觀粒子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度表示了物體溫度高低的差異，比如我們被開水燙傷是因?yàn)閯×疫\(yùn)動(dòng)的水分子撞擊在人體表面，并且將能量釋放在皮膚上，才導(dǎo)致我們燙傷！這是高溫，看起來似乎沒有上限？我們等下再討論。 二、最低溫度在多少？ 事實(shí)上低溫卻有一個(gè)下限，因?yàn)樽畹偷臏囟纫矁H僅是讓微觀粒子不運(yùn)動(dòng)，那么物質(zhì)粒子不運(yùn)動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出的溫度是多少呢？-273.15℃，但這只是一個(gè)計(jì)算溫度，而非實(shí)際存在的溫度！  根據(jù)查理定律或者蓋-呂薩克定律，我們可以計(jì)算出這個(gè)微觀粒子絕對(duì)停止時(shí)的溫度為-273.15 ℃，熱力學(xué)中將絕對(duì)零度定義為0K！因此從理論上來看，低于這個(gè)溫度似乎不可能的，粒子都停止運(yùn)動(dòng)了，沒有什么現(xiàn)象比停止運(yùn)動(dòng)所表現(xiàn)的宏觀溫度更低！  為什么要計(jì)算才能得到絕對(duì)零度？因?yàn)槲⒂^粒子的熱運(yùn)動(dòng)始終存在，即使到宇宙的熱寂時(shí)代，也只能無限接近絕對(duì)零度，卻不能到達(dá)絕對(duì)零度！而在海森堡不確定性原理的條件下，微觀粒子的位置和動(dòng)量均已確定，因此到達(dá)絕對(duì)零度只是一個(gè)夢(mèng)！  上圖是激光制冷原理，一個(gè)比較有意思的話題，既然微觀粒子在不運(yùn)動(dòng)時(shí)候?qū)?huì)達(dá)到最低溫度，那么我們用多束激光來囚禁原子，使其達(dá)到相對(duì)“靜止”狀態(tài)！那么此時(shí)就是宇宙中最低的溫度！ 三、宇宙中最低的溫度  2018年5月21日，一艘攜帶了OA-9設(shè)備的天鵝座飛船的軌道ATK Antares火箭從美國宇航局瓦洛普斯基地發(fā)射升空，為國際空間站送去了冷原子云研究設(shè)備，制造出了宇宙中最低的溫度：-273.1499999999 ℃！但這仍然是一個(gè)高于絕對(duì)零度的溫度！  玻色-愛因斯坦凝聚體，當(dāng)然在地球上也能制造，但由于引力影響以很快的速度解體，存在的時(shí)間只有幾分之一秒，但在國際空間站的微重力環(huán)境中可以留存超過10S，得以長時(shí)間的觀測與研究玻色-愛因斯坦凝聚體！  當(dāng)?shù)厍蜻_(dá)到-1000℃，不對(duì)，是-273.15℃，那么可以想象一下的是無論什么東西都將結(jié)冰，但您不要認(rèn)為可能看到一個(gè)白色的地球，而是黑色.......因?yàn)閺睦碚撋蟻砜矗幵诮^對(duì)零度下的物質(zhì)的電子已經(jīng)“靜止”，它將無法輻射任何波段的電磁波，因此它會(huì)成為一個(gè)黑體，但一旦受到光照輻射，它就會(huì)吸收能量，打破這個(gè)平衡，也許是-273.14℃，也許是-273.13℃，它可以達(dá)到這個(gè)以上任何溫度！ 四、宇宙中最高的溫度  那么宇宙中有無限高的溫度嗎？沒有，它也有一個(gè)上限，而傳說中將質(zhì)量轉(zhuǎn)換為一團(tuán)能量的溫度則是哈格多恩溫度之上的某個(gè)溫度，也就是夸克膠子等離子體的相變溫度！  那么宇宙中高溫的上限在哪里呢？當(dāng)然是宇宙大爆炸第一瞬間的溫度了！也就是傳說中的普朗克溫度！  這個(gè)溫度有點(diǎn)高，不太念得出來啊，有興趣的朋友可以嘗試著念一下這個(gè)溫度哈！ |
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