第144章 绝对零度
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雷克整理好所有的防护服，“低温可不像高温那样，动不动就上千摄氏度，就像太阳表面，据推测至少有5000c之高，目前我们所知的最低温度就是开尔文0开氏度，也就是绝对零度-273.15c。”
“零下273.15c？我们刚刚参观的实验室最低温度都能到零下215c，这距离绝对零度只有不到60摄氏度的距离，这应该很容易实验才对啊？”千叶辉疑惑到。
余生摇了摇头说到：“在中国有句古话叫‘一百步半九十’，凡是越是到最后越是最艰难的。”
雷克点点头：“是的，往下每低一度都非常困难，根据热传导原理，如果我们想让一个东西的温度变低，我们需要找温度更低的东西和它放在一起就可以，但是我们地球上根本没有绝对零度的东西，就目前科技而言，只能接近但永远达不到绝对零度。”
“好吧，但是雷克前辈，那么为什么非要达到绝对零度呢？您一直在说绝对零度可以让我么的生命在时间中静止，是什么理论呢？”千叶辉眨着好奇的小眼睛疑惑到。
雷克坐在沙发上，抬头看着那张土卫六星的照片壁画，缓缓说到：“绝对零度。你们应该首先了解一下理论中什么才是绝对零度。”
两人齐齐摇头，虽然余生和千叶辉肯定也是听说过绝对零度和-273.15c是最低温度这些名词的，但是对于决定零度的具体概念其实并不是很了解。
雷克像他们解释到：“0开氏度约等于摄氏温标零下273.15摄氏度，也就是0开氏度，在此温度下，物体分子没有动能和势能，动势能为0，故此时物体内能为0。”
“也就是说物体内部处于绝对的静止状态，一个分子，一个原子、一个电子都一动不动，哪怕方法一万倍、十万倍去观察这个物体的内部，也不会有在动的任何东西。”
“物体不会发出一丝热量。”
余生思考着这个这个问题：“如果物体绝对静止，而且不会发出一丝热量，那他一定是黑色的！没有一丝反光的绝对的黑色。”
“哦？对啊余生组长，光是运动的物质。”
雷克点点头说到：“是的，物质的温度取决于其内原子、分子等粒子的动能。根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布，粒子动能越大，物质温度就越高。理论上，若粒子动能低到量子力学的最低点时，物质即达到绝对零度，不能再低。如果没有任何动能的物体，一定不会发出任何光芒，折射也可能不会。”
“然而，绝对零度是不可能达到的最低温度，自然界的温度只能无限逼近。如果到达，那么一切事物都将达到运动的最低形式。因为任何空间必然存有能量和热量，也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的，除非该空间自始即无任何能量热量。在绝对零度下，原子和分子拥有量子理论允许的最小能量。”
“最小能量？”余生表示疑问。
“哦，这个能量可能无限接近于0。量子力学中玻色-爱因斯坦凝聚的温度的170*10^（-9)k。”
“根据能量守恒，这个物质将是个只有质量几乎没有能量的物质。在绝对零度之下，物质呈现的既不是液体状态，也不是固体状态，更不是气体状态，而是聚集成唯一的“超原子”，它表现为一个单一的实体。”雷克回答。
“这个绝对零度是-273.15c这件事儿，是怎么测出来的呢？”千叶辉对这个数据点来源非常感兴趣，她必须是学能源学的，热传递在能源学中这至关重要，所以了解绝对零度将会对自己的能源认知有更深的了解。
作为目前整个地球上都数一数二的冷冻专家阿德雷克，自然对绝对零度的所有事情都一清二楚，他回答到：“绝对零度是根据理想气体所遵循的规律，也就是即理想气体状态方程，用外推的方法得到的。具体的方程式有空我可以写给你们，当然你们也可以自己在阿云那查找。”
“用这样的方法，当温度降低到-273.15c时，气体的体积将减小到零。如果从分子运动论的观点出发，理想气体分子的平均平动动能由温度t确定，那么也可以把绝对零度说成是‘理想气体分子停止运动时的温度’。”
“事实上一切实际气体在温度接近-273.15c时，将表现出明显的量子特性，这时气体早已变成液态或固态。总之，气体分子的运动已不再遵循经典物理的热力学统计规律。通过大量实验以及经过量子力学修正后的理论导出，在接近绝对零度的地方，分子的动能趋于一个固定值，这个极值被叫做零点能量。这说明绝对零度时，分子的能量并不为零，而是具有一个很小的数值。原因是，全部粒子都处于能量可能有的最低的状态，也就是全部粒子都处于基态。”
“比如由于水的三相点温度是0.0076c，因此绝对零度比水的三相点温度低273.16c。”
千叶辉点点头，表示大体了解。
雷克继续阐述到：“很多科学家在研究中，发现了一些奇妙的现象。氦是目前已知自然界中最难液化的物质，在-268.9c时变为超液态，当温度持续降低时，原本装在瓶子里的液体，轻而易举地从瓶子壁上溢到了瓶外，继而出现喷泉现象，液体的粘滞性也消失了。”
“您是说最惰性的气体氦会变成液体穿墙？”余生惊讶到。
“是的，不仅仅是墙，玻璃、金属都拦不住它，它都可以穿过去。”雷克回答到。
“那么穿墙术存在理论的可能性？”余生也有些兴奋。
雷克说：“当然有这种可能性，随着温度的降低，物质的体积一般都会缩小，因为原子和原子间的距离会无限缩小，甚至是紧紧挨在一起，所以物质的分子体积会变得非常之小。”
“你们可以把我们整个太阳系想象成一个分子，九大行星都是原子，太阳如果熄灭，没有温度输出，我们整个太阳系处于绝对零度状态，我们的九大行星会变成紧贴着太阳的状态，相互之间的距离小得可怜。”
“所以绝对零度下的物体，分子体积一定也是最小的，所以穿墙不在话下。”
“如果达到绝对零度会怎样？”千叶辉好奇的问到，虽然她自己心中已经有了自己的答案。
雷克没有直接回答这个问题，而是说到另外一个问题：“其实关于绝对零度，还有一个叫‘真空零点能’的概念。”
“真空零点能？”余生对这个非常感兴趣。
雷克回答到：“在绝对零度下，任何能量都应消失。可就是在绝对零度下，依然有一种能量存在，这就是真空零点能。”
“真空零点能，因在绝对零度下发现粒子的振动而得名。这是量子真空中所蕴藏着的巨大本底能量。”
“海森堡不确定性原理指出：不可能同时以较高的精确度得知一个粒子的位置和动量。因此，当温度降到绝对零度时粒子必定仍然在振动；否则，如果粒子完全停下来，那它的动量和位置就可以同时精确的测知，而这是违反测不准原理的。这种粒子在绝对零度时的振动所具有的能量就是零点能。”
“如果真的有物质是真空零点能的存在，根据热传导，所有有能量的物质是不是就会被它吸引进去？”余生提出了这样一个假设。
雷克眼前一亮。
雷克整理好所有的防护服，“低温可不像高温那样，动不动就上千摄氏度，就像太阳表面，据推测至少有5000c之高，目前我们所知的最低温度就是开尔文0开氏度，也就是绝对零度-273.15c。”
“零下273.15c？我们刚刚参观的实验室最低温度都能到零下215c，这距离绝对零度只有不到60摄氏度的距离，这应该很容易实验才对啊？”千叶辉疑惑到。
余生摇了摇头说到：“在中国有句古话叫‘一百步半九十’，凡是越是到最后越是最艰难的。”
雷克点点头：“是的，往下每低一度都非常困难，根据热传导原理，如果我们想让一个东西的温度变低，我们需要找温度更低的东西和它放在一起就可以，但是我们地球上根本没有绝对零度的东西，就目前科技而言，只能接近但永远达不到绝对零度。”
“好吧，但是雷克前辈，那么为什么非要达到绝对零度呢？您一直在说绝对零度可以让我么的生命在时间中静止，是什么理论呢？”千叶辉眨着好奇的小眼睛疑惑到。
雷克坐在沙发上，抬头看着那张土卫六星的照片壁画，缓缓说到：“绝对零度。你们应该首先了解一下理论中什么才是绝对零度。”
两人齐齐摇头，虽然余生和千叶辉肯定也是听说过绝对零度和-273.15c是最低温度这些名词的，但是对于决定零度的具体概念其实并不是很了解。
雷克像他们解释到：“0开氏度约等于摄氏温标零下273.15摄氏度，也就是0开氏度，在此温度下，物体分子没有动能和势能，动势能为0，故此时物体内能为0。”
“也就是说物体内部处于绝对的静止状态，一个分子，一个原子、一个电子都一动不动，哪怕方法一万倍、十万倍去观察这个物体的内部，也不会有在动的任何东西。”
“物体不会发出一丝热量。”
余生思考着这个这个问题：“如果物体绝对静止，而且不会发出一丝热量，那他一定是黑色的！没有一丝反光的绝对的黑色。”
“哦？对啊余生组长，光是运动的物质。”
雷克点点头说到：“是的，物质的温度取决于其内原子、分子等粒子的动能。根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布，粒子动能越大，物质温度就越高。理论上，若粒子动能低到量子力学的最低点时，物质即达到绝对零度，不能再低。如果没有任何动能的物体，一定不会发出任何光芒，折射也可能不会。”
“然而，绝对零度是不可能达到的最低温度，自然界的温度只能无限逼近。如果到达，那么一切事物都将达到运动的最低形式。因为任何空间必然存有能量和热量，也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的，除非该空间自始即无任何能量热量。在绝对零度下，原子和分子拥有量子理论允许的最小能量。”
“最小能量？”余生表示疑问。
“哦，这个能量可能无限接近于0。量子力学中玻色-爱因斯坦凝聚的温度的170*10^（-9)k。”
“根据能量守恒，这个物质将是个只有质量几乎没有能量的物质。在绝对零度之下，物质呈现的既不是液体状态，也不是固体状态，更不是气体状态，而是聚集成唯一的“超原子”，它表现为一个单一的实体。”雷克回答。
“这个绝对零度是-273.15c这件事儿，是怎么测出来的呢？”千叶辉对这个数据点来源非常感兴趣，她必须是学能源学的，热传递在能源学中这至关重要，所以了解绝对零度将会对自己的能源认知有更深的了解。
作为目前整个地球上都数一数二的冷冻专家阿德雷克，自然对绝对零度的所有事情都一清二楚，他回答到：“绝对零度是根据理想气体所遵循的规律，也就是即理想气体状态方程，用外推的方法得到的。具体的方程式有空我可以写给你们，当然你们也可以自己在阿云那查找。”
“用这样的方法，当温度降低到-273.15c时，气体的体积将减小到零。如果从分子运动论的观点出发，理想气体分子的平均平动动能由温度t确定，那么也可以把绝对零度说成是‘理想气体分子停止运动时的温度’。”
“事实上一切实际气体在温度接近-273.15c时，将表现出明显的量子特性，这时气体早已变成液态或固态。总之，气体分子的运动已不再遵循经典物理的热力学统计规律。通过大量实验以及经过量子力学修正后的理论导出，在接近绝对零度的地方，分子的动能趋于一个固定值，这个极值被叫做零点能量。这说明绝对零度时，分子的能量并不为零，而是具有一个很小的数值。原因是，全部粒子都处于能量可能有的最低的状态，也就是全部粒子都处于基态。”
“比如由于水的三相点温度是0.0076c，因此绝对零度比水的三相点温度低273.16c。”
千叶辉点点头，表示大体了解。
雷克继续阐述到：“很多科学家在研究中，发现了一些奇妙的现象。氦是目前已知自然界中最难液化的物质，在-268.9c时变为超液态，当温度持续降低时，原本装在瓶子里的液体，轻而易举地从瓶子壁上溢到了瓶外，继而出现喷泉现象，液体的粘滞性也消失了。”
“您是说最惰性的气体氦会变成液体穿墙？”余生惊讶到。
“是的，不仅仅是墙，玻璃、金属都拦不住它，它都可以穿过去。”雷克回答到。
“那么穿墙术存在理论的可能性？”余生也有些兴奋。
雷克说：“当然有这种可能性，随着温度的降低，物质的体积一般都会缩小，因为原子和原子间的距离会无限缩小，甚至是紧紧挨在一起，所以物质的分子体积会变得非常之小。”
“你们可以把我们整个太阳系想象成一个分子，九大行星都是原子，太阳如果熄灭，没有温度输出，我们整个太阳系处于绝对零度状态，我们的九大行星会变成紧贴着太阳的状态，相互之间的距离小得可怜。”
“所以绝对零度下的物体，分子体积一定也是最小的，所以穿墙不在话下。”
“如果达到绝对零度会怎样？”千叶辉好奇的问到，虽然她自己心中已经有了自己的答案。
雷克没有直接回答这个问题，而是说到另外一个问题：“其实关于绝对零度，还有一个叫‘真空零点能’的概念。”
“真空零点能？”余生对这个非常感兴趣。
雷克回答到：“在绝对零度下，任何能量都应消失。可就是在绝对零度下，依然有一种能量存在，这就是真空零点能。”
“真空零点能，因在绝对零度下发现粒子的振动而得名。这是量子真空中所蕴藏着的巨大本底能量。”
“海森堡不确定性原理指出：不可能同时以较高的精确度得知一个粒子的位置和动量。因此，当温度降到绝对零度时粒子必定仍然在振动；否则，如果粒子完全停下来，那它的动量和位置就可以同时精确的测知，而这是违反测不准原理的。这种粒子在绝对零度时的振动所具有的能量就是零点能。”
“如果真的有物质是真空零点能的存在，根据热传导，所有有能量的物质是不是就会被它吸引进去？”余生提出了这样一个假设。
雷克眼前一亮。