絕對零度存在嗎?如果存在,是什麼樣的世界?可以凍住光嗎?

絕對零度:熱力學的最低溫度。熱力學溫標的單位是開爾文(K),絕對零度就是開爾文溫度定義的零點,0K等於攝氏-273.15攝氏度。

物質的溫度取決於組成物質的原子、分子等粒子的動能。粒子平均動能越大,物質溫度就越高。物體內分子如果沒有任何動能和勢能,動勢能為零,則物體內能為零。理論上,若粒子平均動能低到量子力學的最低點時,溫度即達到絕對零度

絕對零度存在嗎?如果存在,是什麼樣的世界?可以凍住光嗎?


絕對零度存在的理論推導

絕對零度只能在理論上存在,自然界的溫度只能無限接近,而永遠不可能達到。熱力學第二定律熱量可以自發地從溫度高的物體傳遞到較冷的物體,但不可能自發地從溫度低的物體傳遞到溫度高的物體

熱力學第零定律:如果兩個熱力學系統均與第三個熱力學系統處於熱平衡,那麼它們也必定處於熱平衡 。也就是說熱平衡是傳遞的。如果一塊空間區域是絕對零度,那麼它不能絕對獨立於周邊空間。任何空間必然都存在能量和熱量,不斷進行相互轉換的熱交換而不會消失。絕對零度的區域如果存在,那麼整個宇宙空間都將達到運動的最低形式,宇宙的所有空間與物質都必須是絕對零度。否則,不能成立。

熱力學第三定律:任何系統都不能通過有限的步驟使自身溫度降低到0K,稱為0K不能達到原理。如果想製造一片空間達到絕對零度。在設定為絕對零度的空間內做功,熱交換打破。在設定為絕對零度之外的空間內做功,熱傳遞打破。

絕對零度存在嗎?如果存在,是什麼樣的世界?可以凍住光嗎?

宇宙的溫度

大爆炸開始後38萬年,宇宙有了第一束光。光子開始自由的在空間中旅行。今天,我們用靈敏的輻射望遠鏡可發現,星球與星球之間不再是一片漆黑,而是有微弱的背景輝光,且在各個方向上幾乎一模一樣,具有高度的各向同性特徵。與任何恆星,星系或其他對象都毫無關係。這種光的電磁波譜在微波區域最強,也稱為微波背景輻射。

這無數的光子遍佈在宇宙空間中,不知疲倦的奔跑了138億年。冷卻到今天,從開始宇宙平均3000K(攝氏2726度)的溫度冷卻到2.72K(-270.45攝氏度)。這就是宇宙一望無垠寒冷空間的溫度。宇宙空間無限,無論其遠,平均溫度不出其右。

目前科學觀測宇宙中最寒冷的地方叫做回力棒星雲,是在半人馬座的方向上,距離地球5,000光年的一個原行星雲。這個星雲的溫度經測量為1K(−272.15°C),是宇宙中已知溫度最低之處。星雲是由一顆恆星的核心逸流出的氣體形成,氣體向外流出的速度是164公里/秒,並且在進入太空之後快速的膨脹。這種膨脹是造成它溫度下降的主要原因(絕熱膨脹)。急速膨脹需要能量,而周圍沒有任何熱源,只能消耗內能,所以內部溫度不斷下降,最終達到接近絕對零度的狀態。hui

絕對零度存在嗎?如果存在,是什麼樣的世界?可以凍住光嗎?


絕對零度的世界 真空零點能

物體的溫度實際上就是原子在物體內部的運動。當我們感到一個物體比較熱的時候,意味著它的原子在快速運動。當我們感到一個物體比較冷的時候,則意味著其內部的原子運動速度較慢。粒子動能低到量子力學最低點時物質的溫度即達到絕對零度,絕對零度的世界裡,一切運動停止。一切物質的總體積為零,真正的空。

然而一切運動不包括量子力學概念中的“零點運動”。大量實驗證明,在接近絕對零度的時候,分子的動能趨於一個固定值。這個極值被叫做零點能量。當絕對零度時,原子和分子擁有量子理論允許的最小能量,粒子的能量並不為零,而是具有一個很小的數值。全部粒子都處於能量可能有的最低的狀態,也就是全部粒子都處於基態。而這種能量,就是真空零點能。

真空零點能:絕對零度下粒子的振動產生的能量。這是量子真空中所蘊藏著的巨大本底能量。

海森堡不確定性原理指出:不可能同時精確的測得一個粒子的位置和速度。因此,當溫度降到絕對零度時粒子必定仍然在振動。否則,如果粒子完全停下,那它的位置和速度就可以同時精確的測知。這結果推翻了量子力學存在的基石-海森堡不確定原理。而這是我們所生活宇宙具有的一個基本物理定律,由無數的實驗和觀測所得的證明。

絕對零度存在嗎?如果存在,是什麼樣的世界?可以凍住光嗎?


量子真空是沒有任何實物粒子的物質狀態。其場的總能量處於最低,這是一切物質運動及能量場的最初始狀態,它的溫度自然處於絕對零度。這樣的狀態具有無限變化的潛在能力。零點能就是由量子真空場中的虛粒子與不斷產生的反粒子,通過不斷的出現和湮滅產生的。

1996 年,物理學家首次對這種卡西米爾實驗對真空零點能進行了測定。證明真空零點能事實存在。

這種由量子漲落而引起此起彼伏的能量,極有可能是點燃了奇點爆炸的初始能量。而絕對零度的存在狀態,絕對的真空,量子真空場,也可能正是奇點存在的地方。而宇宙,是個封閉的系統,在這個系統內,沒有絕對零度的存身之所。

光和絕對零度的碰撞

狹義相對論二個基本原理之一:光速不變原理:光在真空中總是以確定的速度c傳播。在真空中的各個方向上,光傳播速度的大小均相同,即光速各向同性。

沒有任何辦法和能力改變光的速度。減慢,加快和靜止都不可能。就是這個速度。無論任何場合任何力量,光速作為宇宙常數無法更改。

光子具有波粒二象性,靜止時質量為零。運動時,具有能量、動量、質量。

由質能方程E=mc^2=hν推導光子質量m=hν/c^2

假設前提條件不論,我們做一個絕對零度空間存在的推導

當光子進入到絕對零度的空域,什麼力量可以凍住光呢,顛覆宇宙常數的力量就存在於絕對零度的空間嗎?我不認為有任何力量可以改變光子的運動速度。

絕對零度存在嗎?如果存在,是什麼樣的世界?可以凍住光嗎?


如果理解絕對零度的含義是可以凍住一切,那麼光子波粒二象性的特徵,讓光子靜止即是光子消失的時候,光子攜帶的能量到那裡去了?物質和能量不能憑空消失,不然不是違反了質能守恆定律。絕對零度空間內沒有任何運動,物質都非正常態,總體積等於零。空空如也的空間內,沒有其他物質有和光子發生能量轉化交換的機會。

從光子的角度來說,衝入絕對零度空間,光子攜帶的能量瞬時打破了絕對靜止的狀態。運動開始產生,能量開始轉化交換,這一瞬間,沒有時間的過渡,就是剎那,同時發生。光子沒有時間的概念,對運動的光子來說,時間永遠靜止不存在。而凍結光,是熱傳遞和交換完成之後才能進行的動作。

還有比光快的運動速度嗎,唯有質量為零才能達到光速。任何有質量的運動速度,根據質速公式M=Mo/√1-V^2/C^2,達到光速質量為無窮大,無解。

到此已經無需再推導了,一環套一環的不可能,一輪套一輪的要推翻公理,定律。

結論

:絕對零度,是科學給低溫設定的下限值。零下273.15攝氏度,設定的目的就是可以極其接近但永遠無法達到的最低溫度。與高溫可以無限升高不同,低溫至此,無法下行。因為宇宙萬物永遠在不停的運動。

光無視絕對零度空間的存在。如果存在,進入的同時就打破,之後繼續飛行,依舊每秒三十萬公里。沒有發生碰撞,就一直飛到天荒地老,宇宙終結。


分享到:


相關文章: