冷热相对论

时间:2022-10-16 03:49:26

温度

温度是表示物体冷热程度的数值。我们把水的结冰点规定为0℃,沸点为100℃。根据这两个固定温度点把玻璃水银温度计分为100等份,每一份称为1摄氏度(℃)。除了摄氏温度以外,还有热力学温度、华氏温度等不同的温度单位,它们之间都可以相互转换。

冷冷冷,冷到极限

-196℃液态氮的温度

-240℃阴冷黑暗的冥王星的温度

-260℃星际尘埃的温度

-270.15℃宇宙微波背景辐射温度

与宇宙中的低温严寒相比,地球上的冰天雪地根本算不上什么。假如达到宇宙中的最低温度——绝对零度(-273.15℃)时,宣扬着运动永不停息的原子们也将彻底归于沉寂!超低温度下,令人意想不到的诡异现象频频出现:金属的电阻彻底消失(相信你对2012年第3期杂志中《寻找失去的阻力》一文还有印象吧?);空气变成液态并呈现浅蓝色;流动的水银则冻成了硬邦邦的“大头针”;非金属也会带上磁性……

为了探究奇迹,人们穷尽各种方法来实现更低的温度,但却始终无法达到绝对零度。根据现有的理论,在这个由计算得出的最低温度下,物质的能量将会消失!而今,冷到极限的绝对零度仍是冰冻在茫茫宇宙中的一个谜。

什么是绝对零度?

人们将宇宙的最低温度的数值设定为0,称为绝对零度,此时它的单位是K(即热力学温度单位,开尔文)。就像长度单位米可以转换为千米一样,我们将绝对零度的温度单位由开尔文(K)转换为摄氏度(℃)后,得出数值为-273.15℃。因此,绝对零度的数值不是人们测量出来的,而是计算出来的。

热热热,热到Tmax

1535℃铁将熔化成液体

6000℃太阳表面的温度

100000℃(十万摄氏度)

白矮星的温度

10000000℃(千万摄氏度)

中子星表面的温度

那宇宙中最高温度又是多少呢?有人推测是宇宙大爆炸那一瞬间的温度。姑且先将它叫做Tmax吧!那么相对于绝对零度,Tmax温度下的原子一定是在跳着最疯狂的舞蹈!

目前,人类所能达到的最高温度是由离子对撞机产生的4万亿摄氏度!它是太阳中心温度的25万倍,足以熔化原子里的质子和中子,将物质分解为一锅混乱的“热汤”!可即便这样,科学家也始终不能解释Tmax究竟能热到什么程度,它的具体数值也无从推算。看来这Tmax比“绝对零度”更加难以捉摸啊。

冷热谜题

冷热只是一种相对的感觉,而温度可以真实地反映出物体的冷热程度。根据推测,宇宙应该相对地存在最冷和最热两个温度极端。也许是宇宙并没有人们想象中那样完美,也许是受现有知识的局限,目前仅有最低温度(绝对零度),而没有最高温度。冷热的两个极端也许不可能达到,但它仍旧是值得思考的,和宇宙共同存在的终极谜题之一。

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