在大家的认知中,温度的最低极限是零下273.15摄氏度,即绝对零度。有人说在绝对零度的情况下所有物质都有静止,但是作为宇宙中速度天花板的光会如何运动呢?
开普勒效应(多普勒效应)
?首先,在现实生活中是很难达到绝对零度的。民用的冰箱最低温度只能达到零下18度,距离绝对零度差远了。要想达到绝对零度只能利用开普勒效应达到原子制冷的技术,即使用激光传播的方向,刺激量子的回落基态,从而降低原子的动量。在去年五月,美国航天局就利用这一原理,在国际空间站上造出了零下273.149999999999摄氏度,只比绝对零度高度了0.000000000001摄氏度。
事实上,从理论上来说,绝对零度不仅不能被突破,也是无法到达的。因为即使你把某个物体降低到了绝对零度,但是它周围的环境还是会对其产生影响,通过辐射等方式将能量传递到它上面,导致它重新获得微观粒子的动能能量,温度就会提升。不过,人类还是一直在努力地将温度向绝对零度靠近。
?而我们目前了解的物质形态有气态、液态和固态这常见的三种,其实还有等离子态、波色-爱因斯坦凝聚态以及费米子凝聚态。波色-爱因斯坦凝聚态是玻色子原子在冷却到接近绝对零度时穿线的超流性物质状态,而费米子凝聚态是是绝对接近零度的费米子量子态集合。
既然我们知道了绝对零度,和物质的多种形态了,那光是否会被冻住呢?答案是否定的。因为在绝对零度的世界里没有光,如果有光的话就会有能量输入,那么这个系统就无法达到绝对零度。如果温度无限接近绝对零度,光会被冻住吗?答案是有可能的。光子是玻色子,在无限接近零度时会达到波色-爱因斯坦凝聚态,形成冷原子超流体,就会像水银泄地一般。虽然现在的技术还是实现不了,但是在不久的将来真的可以实现超流体光。
?其实不仅是光,任何一种物质在达到绝对零度之后都会超越我们的认知。因为绝对零度代表着不再发生,物质的密度归为零的状态。在没有密度和运动的世界之中,一切物理规律都不再起作用,就连主导整个宇宙运行的无处不在的引力也会消失。
在我们的常识中,低温代表冻结,而在绝对零度所带来的却不仅仅是冻结,而是物质的性质和状态的彻底改变。在绝对零度的状态下,世界将变得超乎我们的认知。不过幸运的是,绝对零度是一种永远都无法达到的极值,关于绝对零度的一切都只能停留在理论之中。
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