2024年绝对零度是多少?了解令人费解的绝对零度

科学充满了零。光的质量为零,中子电荷为零,一个数学点的长度是零。这些零可能是不熟悉的,但它们遵循一致的逻辑。一切都代表着某种东西的缺失:质量、电荷、距离。
然后是令人费解的绝对零度。
我们倾向于认为冷热是相对的东西。例如,一杯茶比炉子上的火冷,但比冰块热。绝对零度代表可能最冷的温度,它与这个模式相抵触。更奇怪的是,绝对零度在非科学家使用的温标上甚至都不是零:摄氏零下273.15度,或者华氏零下459.67度。
怎么会有最低温度呢?
解码绝对零度的关键是理解温度是什么。它只是衡量一个物质中的原子或分子运动的速度,或者更精确地说,是这些粒子的平均动能。
把它想象成一场原子躲避球的游戏。当球击中你时,你会感觉到它的能量。数以万亿计的躲闪球击中,在一个不可见的小尺度发生,是我们所感知的温度。
快速运动的原子猛烈撞击,我们觉得这是一种高温。当一个热的物体接触到一个冷的物体时,更快、更热的原子就会把它们的一些速度传递给更慢、更冷的原子。热的物体冷却,冷的物体会变暖。
现在绝对零度中的零度是有意义的:绝对零度是指物质中的粒子基本上静止的温度。没有办法减慢它们的速度,所以不会有更低的温度。
一切都会在绝对零度停止吗?不完全是。原子并不是完全静止的;它们因量子物理相关的影响而摆动。当然,不管多冷,每个原子的活动都会继续。电子继续运动,质子和中子也是如此。
谁发现了绝对零度?
纪尧姆・阿蒙顿(Guillaume Amonton)是一位法国发明家,他在童年时失去听力,从未上过大学。他在1702年提出了这一基本概念。他的实验表明空气压力与温度成正比,他推断有一个最低温度,在这个温度下压力将降到零。他甚至对那个温度做了一个估算,零下240度,非常接近实际值。
1848年,苏格兰-爱尔兰物理学家威廉・汤姆森(William Thomson),更广为人知的开尔文勋爵,扩展了阿蒙顿的研究,发展了他所谓的适用于所有物质的“绝对”温标。他把绝对零度设为0,去掉了那些笨重的负数。物理学家现在依靠开尔文(K)标度来测量温度。
回旋镖星云距离地球约5000光年,已知宇宙中最冷的地方之一
宇宙中最冷的地方在哪里?
大爆炸留下的能量温暖了整个宇宙,使它远远高于绝对零度。空间平均温度为2.74开尔文,或零下454.7华氏度。令人惊讶的是,一些天体比空的空间更冷。一团不断膨胀的气体云被称为“回旋镖星云”,它的行为就像一台星际冰柜。它的温度约为1 K,是宇宙中最冷的自然发生地点。

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