按照大爆炸理论,我们现在生活的宇宙是130多亿年前由一个“点”爆炸而来,而爆炸的同时也产生了各种我们熟悉的物理量,“温度”就是其中之一。
130多亿年来,宇宙中的无数恒星每时每刻都在进行着剧烈的核反应,向外散发着光和热。而太阳作为标准的恒星同样每时每刻都在向外散发光和热,也正是这些光和热才让地球成功孕育了生命,甚至孕育出了人类这样的智慧生命。
当然了,太阳给地球带来的不仅仅是孕育生命的契机,它还给地球万物带来了美妙的四季变化。
如果从科学的角度来看四季变化其实并不难理解,简单来说就是跟地球距离太阳的位置有关。事实上,除了迥异的景色,真正让我们对四季变化有直观感受的其实还是“温度”。
温度对于人类的重要性是不言而喻的,所以在寻找适宜人类生存的地外行星时,温度也是科学家们首先考虑的因素之一。当然了,不排除星空彼岸有对生活环境的要求和人类迥异的外星人的存在。
其实温度除了跟人类生存息息相关以外,还有一点非常令人着迷,那就是它任何一点细微的变化,都能够引起一连串的连锁效应。
在地球上,人类对于温度其实并没有太多的概念,因为平日里生存生活根本不会接触到夸张的温度。但是在地球之外,温度猛然扯下了平日里温和的面具,露出了它那狰狞的獠牙,人类只能从数字中体会温度带来的震撼。
比如根据科学家们的计算,每时每刻都在剧烈核反应的太阳,其表面温度已经达到了6000多度,而它内部的温度竟然达到了惊人的1000-2000万度。
再比如说目前宇宙中密度最大的天体中子星,它的表面温度已经超过了1000万摄氏度,内部更是达到了超出人类认知的60亿摄氏度。
奇怪的是,宇宙中的高温虽然近乎没有上限,但是低温却是有上限的,而这个上限还是一个固定的数值。
更主要的是,与看似离人类很遥远的几十亿高温相比,低温的上限看起来离人类相对要近得多,而它就是神秘的绝对零度——负273.15摄氏度。
之所以说它“神秘”,是因为它和光速一样都有一个神秘且奇特的属性:可以无限接近,不可真正到达。
严格说起来“绝对零度”肯定是比光速更加神秘的,因为光速至少还有光子能够到达,而绝对零度则像一个不可逾越的高墙,将一切物质都阻绝在了高墙之外,根本没有任何物质能够达到这个温度。
知道了宇宙中温度具有下限,那么为什么会有这个下限呢?这就要从微观层面开始说起了。宇宙中所有的物质都是由基本粒子组成的,而温度的本质就是粒子活跃程度的表现(平均动量)。
简单来说,粒子运动的速度越快,那么物体的温度就会越高,因为运动速度(动能,不是光速)没有上限,所以温度理论上也就是没有上限的。
与粒子剧烈运动相反,如果粒子全都“凝固”一动不动,那么就不会有任何动能的产生,也就没有任何的温度,此时就是绝对零度。
理论上看,绝对零度是必然存在的一个物理量,所以现在人类研究绝对零度早已经不是为了证明他的存在,而是要研究怎样到达绝对零度,以及什么物质能够到达绝对零度。
然而经过近百年的研究,科学家们发现它跟光速一样,确实是只能无限接近却不能真正到达。
值得一提的是,虽然理论上温度没有上限,能够到达几万亿甚至几万万亿摄氏度,但是如此高的温度对人类来说是没有任何意义的,所以现代科学给温度设定了一个上限,即普朗克温度1.416833×10^32℃。
按照大爆炸理论,这个具有33位数的普朗克温度是宇宙诞生的温度,而这个温度只出现和存在过一瞬间。
当然了,人类走上科技发展的道路仅仅数百年的时间,如此短暂的发展时间可能限制了我们对于一些事情更深入的研究。也许现在科技水平下我们认为绝对零度是-273.15℃,而随着科技水平的不断进步这个观点可能将会被打破。
就像人类计算时间的方法一样,人类是以地球公转自转为基础的进行时间计算的,而宇宙中其他星球和地球的公转自转周期并不一致,如果未来人类移民火星,那么必然会产生时差,所以届时人类肯定会摒弃现在的计时方法,找到更加精确的计时方法。
总的来说,要想弄明白绝对零度中隐藏的各种秘密,人类必然要不断进行理论技术革新。或许当人类解开绝对零度的奥秘时,其他未破解的谜团也会同时向人类露出自己的真实“样貌”。