零下273.15度的绝对零度有多可怕?

目前人类在南极测得的地球上最低温度,达到零下89.2℃,但现在人们可以制造比这更低的温度,比如人制造的液氮,可以达到零下196摄氏度,甚至更低,可以达到零下253摄氏度。这个温度也是很震撼的。整个宇宙中的一切都是由粒子组成的。粒子的永恒运动为物质提供了温度。粒子的动能越大,其构成的物体温度越高,但粒子的速度是有限的。相对来说,粒子的动能可以无限提供,温度可以不断升高,但速度毕竟有限。

目前物理学家发现的温度高达1.42×10的32次方摄氏度,相当于BIGBANG瞬间达到的高度。而且BIGBANG之后,瞬间没有这么高的温度。相比较而言,目前人们还没有找到更高的温度,所以只能通过量子力学创造更高的温度。如果我们想使温度足够低,我们必须制造粒子。

那么粒子的最小动能可以有多小呢?理论上讲,粒子不运动时的动能为零,此时粒子的动能最小,此时温度也会降到最低。对应的温度称为绝对零度,约为-273.15℃。当然这只是根据理论推导出来的。所以温度不会永远下降,绝对零度也是存在的下限,所以宇宙一开始就达到了最高温度。

但这个绝对零度是无论如何也达不到的。目前宇宙已经冷却了100多年,现在宇宙平均温度是零下270℃,比绝对零度高一点。于是在人们的实验中发现了接近绝对零度的温度。为什么温度达不到这个地步?根据相对论,宇宙中没有静止的参照系,任何物体都会运动,静止只是相对的。在量子力学中,例子不会永远停止运动,否则它们的位置会被精确计算出来,但这违背了粒子不确定性的因素。

所以粒子的动能永远大于0,温度永远不会卡在绝对零度以上。所以问题是如果宇宙达到绝对零度会发生什么?当宇宙的温度达到绝对零度时,相对论和量子力学都没有办法在宇宙中发挥作用,甚至宇宙中也不再存在空间和时间这样的东西。如果宇宙处于绝对零度,宇宙中所有的能量都会被消耗掉,宇宙中就没有能量了。