如果宇宙中的溫度達到—273.15(絕對零度),時間會不會就停止了?為什麼?

時間史


導論

時間在什麼條件下停止?

宇宙誕生以來,時間都一直伴隨著萬物的成長。

時間究竟是什麼?

什麼是宇宙時間?

宇宙時間從何而來?從何開始?

宇宙時間又有盡頭嗎?

時間依靠什麼進行下去?

時間是相對於看到的相而存在的,沒有相的存在時間也就失去了它的意義。比如日升日落,星辰運轉,地球週轉,春夏秋冬草木榮枯,都是所謂的相。有相也就有了時間,因為時間是相對於相的一種衡量工具,它衡量著萬物的運作周衍,生長死滅,如果離開了宇宙中所有的相,時間也就不存在了。

故佛教提倡四大皆空,空即色,色即空,惟空而無相,方得永生極樂界,結合相對論即如是觀。

時間是衡量萬物進演的抽象意義上的一把工具尺,看不見摸不著甚至感覺不了,以日夜交替,星球運轉週期,萬物生息衍休復始循環不已,而擬定的一種人類計量週期使用起來方便的抽象意義上的衡量尺,所以很多人說它是不存在的(此說法者並未真正理解時間的概念和意義,而多以萬物以實的錯誤理念當成了參照)。

說時間不存在的人多數都會說,有沒時間太陽不照樣東昇西落,日復一日?地球不照樣一年運轉365天?銀河太陽系不照樣週期運轉循環?呵呵,這是自相矛盾的爭辯?「日復一日」,「365」,「週期循環」,哪一個沒用到時間的定義?時間之所以說存在,就是為了衡量宇宙萬物的生長衰變週期,就像一個人的體重需要秤的衡量,高低長短需要尺子的衡量,測一個人的肺活量需要的是肺活量計等等。同樣,時間的存在就是為了測量萬物生靈的生息衍變週期運作,只是更具抽象意義而已。

絕對時間相當於宇宙的整體運作時間,是不以參照而發生改變的。瞭解愛因斯坦相對論的應該都知道,世間萬物的運變都是相對的,都有其參照物(或參照系),比如速度越快就會感覺時間變得越慢;達到光速就會覺得時間靜止了;超越光速,根據相對論原則,時間就在後退倒流。

那麼絕對時間究竟是怎麼回事呢?其實已經很清楚明白了,因為所有的都是相對存在運作。比如你在一列快速行駛的火車上,然後火車上有一張長形桌子,桌子上有兩個玩具遙控小汽車。假使每輛小汽車裡都坐有一小活人,你用遙控控制兩輛汽車都做勻速直線運動,只是一個速度快為大V(以列車為參照),一個速度慢為小v(以列車為參照),那麼對於快的汽車裡的小人來說他會覺得自己的實際速度是V-v,比慢的汽車速度快;而對於慢的汽車來說他會覺得自己是靜止的,而前面有一輛以速度V-v在運行的汽車。顯然,都是以對方的汽車為參照的。如果以列車為參照那就是V和v,如果以地面為參照呢?假如列車速度為U,那麼快的小汽車的實際速度不就變成U+V,而慢的變成U+v了嗎?當然地球也在運轉,它也有速度,而地球所在的太陽系,太陽系所在的銀河系,一層層往上去,又何嘗不是都在運轉中?既然動,就有速度,但目前我們都先不作考慮。

時間也是一樣的,我們平時所說的時間都是相對時間,都是沒有逃逸出愛因斯坦相對論體系定義的時間。絕對時間是相對整個宇宙的時間,在絕對時間裡,愛因斯坦的相對論將失去意義。因為一切早已存在:過去、現在、未來都共同存在。

物體的溫度反映的是構成物體的粒子熱運動劇烈程度,兩者呈正相關。如果宇宙的溫度降低到了最低的溫度——絕對零度(約零下273.15攝氏度),粒子的熱運動全部停止,這是否就意味著時間也停止了呢?

畢竟,時間表徵事物的變化,當溫度到了絕對零度時,事物不再發生變化,所以等同於時間不再流逝。不過,溫度不可能會降到絕對零度,而且溫度和時間也沒有必然的聯繫。

在絕對零度下,粒子保持靜止,這意味著它們的動量和位置能夠被同時測出,這勢必會違背量子力學的一大法則——海森堡的不確定性原理。如果從熱力學的角度來看,宇宙的溫度也不可能變為絕對零度,因為能量交換和轉換的過程始終存在,宇宙的熵總是會增加。

不僅粒子本身不會完全靜止,而且粒子構成的宏觀天體也不會絕對靜止,它們在空間中必然會存在相對運動,所以時間也就不會停止流逝。事實上,根據相對論,時間是宇宙的基本結構,它是四維時空中的一維,它與物體是否在時空中運動以及物體的溫度高低並無關係。

除非宇宙坍縮回無窮小的奇點,所有的物質和空間都蜷縮到其中。在這種情況下,時間和溫度都已經沒有意義,這正是宇宙發生大爆炸而創生之前的狀態。

一、時間可以停止嗎?

我們的先輩曾經也在思考這個問題,即便是人類科技發展到如今的高水平,也無法詮釋時間是什麼。

關於時間的問題一直困擾著許多人,這裡我們不研究哲學上的時間,我們只談科學上的時間。

1.3秒的時間是光從地球到達月球所需要的時間,8分30秒是太陽光到達地球的時間,你認為這些都是事實,因為你知道這些都可以用時間來計時。

孔子曾經說過:逝者如斯夫,不捨晝夜;時光像流水一樣消逝,日夜不停。

時間也像一把射出去的弓,一去不復返。一般來說時間是以一個穩定均勻的速度向我們的未來移動,現在即是一個點。但是總有例外,在某些特定的區域時間就表現的不一樣快,把精準的原子鐘放到珠穆朗瑪峰頂端和放在海平面,時間就會有偏差,海平面上時間要比珠穆朗瑪峰頂端時間要慢,這個現象就是愛因斯坦提出來的廣義相對論。引力越大的地方時間就會變得更慢,是真正意義上的變慢,就例如天上一天,地上十年這樣的概念。

時間可以停止嗎?

宇宙所有地方都有時間嗎?

時間可以停止嗎?

從理論上來說,確實有一個地方這裡沒有時間,天文學家認為黑洞的中心是一個不存在時間的地方,這個地方佔據了黑洞幾乎所有的質量,空間被無限壓縮到最小,密度無限大的一個“奇點”,物理定律在這個點上都失去了意義。

時間可能會突然消失嗎?

物理學家認為時間和宇宙的坍塌有關係,宇宙中所有的物質好像進入了黑洞中,全部都壓縮回一個點,那麼宇宙也就完結了,時間也將不復存在;

還有另一種說法,德國物理學家Roger Penrose曾預言:幾億年之後,宇宙會走枯竭,所有黑洞和恆星都耗盡了全部的能源,物質開始崩塌,到時候宇宙空間將會沒有任何物質,時間也將消失。

宇宙是沒有邊界的三維球面
依據《標準宇宙的三維投影模型》、《單純空間相鄰域及染色的研究》表明:

以宇宙學原理和相對論為基礎的宇宙是沒有邊界的三維球面。

三維球面宇宙如二維地球表面一樣是沒有邊界的。

過去科學家將膨脹的宇宙比喻為發泡的麵包,是極大誤導;如果是哪樣,從中心到邊緣,處處都有差異。

三維球面宇宙能使各向同性,力學原理自洽。宇宙的年齡約140億年,具體容量還沒有定論。

若宇宙範圍(測地線周長)是1250億光年,則半徑是200億光年,容量是5.8×10 的31次方,單位:立方光年;則徑向膨脹速度超光速,周向退行速度大於3倍光速;則“視界”僅為宇宙的三分之一。

若宇宙範圍是280億光年,則地球處於A點,恰好可以從兩個相反方向看到最遠點B。若宇宙範圍小於280億光年,則可以從兩個相反方向看到不同時期的點C。三維球面宇宙模型具有豐富的二元效應,是研究宇宙奇異現象的平臺。

三維球面宇宙的二元效應:

1.四維空間中三維球面空間模型。

2.三維球面空間模型的第四維γ向的內、外與三維球面空間處處相通。

3.三維球面宇宙的合理性——各向同性,力學一致性。

4.三維球面宇宙的二元效應1——第四維γ向的內、外差平衡與波動。

5.三維球面宇宙的二元效應2——黑洞、白洞、灰洞、蟲洞、蛀洞、x爆發。

6.多重二元效應。

二、時間到底是什麼?

是物理性的東西,還是空想性的東西?

總之它到底是啥?

關於時間一詞,只是我們人類創造出來的詞彙,我們不管它為什麼叫做時間,我們普遍認為的就是,時間是在不斷地流逝,就比如時間停止,周圍的一切都停止了。

而同理如果時間突然停止,宇宙也自然而然地會突然停止,因為它處於宇宙運轉的時間管轄之下。

而關於宇宙,可以理解為是時間和空間的結合體,如果時間停止,宇宙自然就崩塌。

那麼時間到底是什麼?

看似很簡單的東西,其實時間一直是宗教,哲學和科學研究的重要課題。

時間是從過去到現在到將來發生的,而且顯然不可逆轉的存在和事件的無限持續進展。時間是各種測量的組成部分,而也通常被稱為第四維度。

時間上兩個截然不同的觀點被哲學家分開。一種觀點認為,時間是宇宙基本結構的一部分,一個與事件無關的維度,而艾薩克牛頓認同了這種現實主義的觀點。

相反的觀點是,時間並不是指事件和對象“通過”的任何一種“容器”,也不是指“流動”的任何實體,而是指一種基本的知識結構的一部分(連同空間和數字),時間既不是事件也不是事物,因此它本身不可測量,也不能被超越,也就是時間穿梭是不可行的。

但是關於時間,我們仍然還是不知道它是如何產生的。它是宇宙之前就誕生的?還是說它就是宇宙的一部分?心心相印?

我個人認為,之所以存在時間這個概念,就是因為宇宙在膨脹,在擴張,如果宇宙停止膨脹,那麼就不存在時間這個東西。

同理,如果時間突然停止(不存在),宇宙也會突然停止(即崩塌)。

物體的溫度反映的是構成物體的粒子熱運動劇烈程度,兩者呈正相關。

三、科學家證實宇宙時間在變慢 未來或將完全停止

科學家最新一項研究表明,時間並不是加快流逝,而是處於惰性運動狀態,最終宇宙時間將完全停止下來。

人們常說歲月無痕,隨著人們年齡的增長,時光飛快流逝,但最新一項科學理論顯示,時間並非飛快流逝,而是逐漸處於減緩狀態。

科學家最新研究表明,宇宙時間處於減緩狀態,最終將完全停止下來

專業學者提出的這項激進理論認為時間能夠減緩下來,同時可能最終停止下來。這項最新令人費解的研究發現是由西班牙大學的研究人員提出,顯示我們曾錯誤地認為宇宙處於膨脹之中。

研究人員指出,事實上,宇宙時間在數十億年間將逐漸減緩,最終將停止下來。雖然這項最新研究讓人感到擔憂,但不必為此無法睡眠,或者花費太多時間進行思考。

科學家指出,逐漸流逝的時間對於人類眼睛而言並不是顯而易見的。塞諾維爾拉教授說:“任何事物都將凍結,就像一個瞬間永遠而短暫的快照。到宇宙時間停止的時候,地球也不再存在。”

之前科學家測量遙遠爆炸恆星釋放的光線,從而來顯示宇宙的快速膨脹速率。這個廣泛被認可的理論是基於暗能量反引力作用,該作用下必然導致星系分解。

但是從事這項最新研究理論的科學家表示,我們正在逆向觀看物體。塞諾維爾拉指出,最新研究將否定之前人們的觀點,當前時間加速的外表事實上是由於時間逐漸減緩所導致的。

這項最新研究可能令人非常難以相信,但是英國劍橋大學一位宇宙學家表示這項觀點並非沒有實質,他說:“我們相信時間出現在宇宙大爆炸,如果時間能夠出現,也會消失,這僅是一個逆向效果。”











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如果能達到,時間當然會停止。我們來看看所謂的溫度是什麼?而絕對零度-273.15℃意味著什麼?這可不僅僅是時間停止那麼簡單。

攝氏溫標

現在我們最熟悉的溫度單位是攝氏度,是瑞典人攝爾修斯(1701~1744)最早提出來的,以數字刻度表明溫度高低的方法。所以以他的中文譯名的第一個字為單位,符號為℃。

1742年,攝爾修斯將一個大氣壓下水的熔點與沸點,分別定義為100℃和0℃(這和現在的認知相反)。溫度越高度數反而越小,這樣顯得非常不自然,所以之後人們把這兩個定義調換了下,變成了0℃和100℃,才形成了我們今天熟悉的攝氏度。

-273.15℃被稱為絕對零度,是因為一切原子、分子的運動在這個溫度將會停止,而溫度的本質就是分子的熱運動,所以比-273.15℃更低的溫度不存在。在另一套溫度換算刻度中,-273.15℃則被作為起始溫度0,這就是開氏溫標,單位為開爾文,符號K。

然而,攝氏度將水的熔點與沸點分別定為易用的0℃和100℃,在我們日常生活中應用更方便。

開氏溫標

比起攝氏溫度——以水結冰時的溫度為基準,以科學家開爾文名字為單位的開氏溫標更為合理,它表現的是“絕對溫度”,所以又被稱為熱力學溫標。其刻度間隔與攝氏溫標相同。

它預示著溫度有一個下限,熱力學第三定律,也告訴我們這個下限溫度永遠也達不到。我們最多無限逼近它。

當物質接近這個下限溫度時,會出現一些不可思議的現象。比如,大部分金屬的電阻值將變為了零,變成了我們夢味以求的超導體。另外,液態氦在低於2.2K的極低溫下,會變成超流體,這是比超導體更有趣的現象。 所謂的“超流體”,可以以類似液體的樣子“沿容器壁反重力向上流動”,並能從液體無法通過的狹窄間隙(飛米直徑)中流出。之所以會出現這些神奇的現象,皆因原本存在於普通液體內的“黏性阻力”變為了零。再從根本上來說,這是因為氦原子屬於玻色子,而玻色子不用遵守“泡利不相容原理”(即在費米子組成的系統中,兩個或兩個以上的粒子無法處於完全相同的量子狀態)。

在極限低溫下,作為玻色子的氦原子全部可以變成了同一量子態,整個液氦可以看成一個宏觀的大原子,而以上說的所有神奇現象,都是源於這種量子態,也稱為玻色-愛因斯坦凝聚態。

即是玻色子原子在冷卻到接近絕對零度所呈現出的一種氣態的、超流性的物質狀態(物態)。1995年,麻省理工學院的沃夫岡·凱特利與科羅拉多大學博爾德分校的埃裡克·康奈爾和卡爾·威曼使用氣態的銣原子在170 nK的低溫下首次獲得了玻色-愛因斯坦凝聚。在這種狀態下,幾乎全部原子都聚集到能量最低的量子態,形成一個宏觀的量子狀態。

絕對零度

雖然絕對零度是絕對無法達到的,就像超光速無法實現一樣,但根據其定義我們也不難推測其結果。

絕對零度意味著凍結萬物,萬物皆靜,時間還有什麼意義?所以可以說連時空都凍結了。不僅如此,你想下電子一旦靜止了,原子也就崩潰了,物質必然消失,最後只剩一個空蕩蕩的宇宙?不,宇宙都不會存在。以愛因斯坦“物質與空間相互依存”的觀點來看,沒有不存在於空間中的物質,也沒有除去物質的純粹空間。物質的真正消亡,必將伴隨著空間的消除。

所以,-273.15℃這個溫度,我們雖然能計算出來,但永遠無法達到,也就是無法實驗驗證,但它依然屬於科學體系下,這反而值得思考。

總之,絕對零度僅僅是個概念,可以說是宇宙的生命線。為了保命,宇宙絕對不允許出現絕對零度。別看是降溫,真要達到-273.15℃,可是要消耗無限的能量,這和要把有質量的物體加速到光速一樣不可能。

反而是溫度的上限,還沒有確定的極限範圍,就是因為分子和原子具備進行無限劇烈運動的可能性。

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絕對零度會停止所有存在物。原子,粒子,夸克,反正是我們人類能理解的所有存在物都會被凍結而靜止。那麼時間是什麼呢?算是存在物嗎?時間能停止嗎?

我們看一個對比。人類喜歡養寵物,有喜歡貓的也有喜歡狗的。貓和狗的壽命是12-15年之間,他們的一生就是這麼長。那麼,它們看著壽命有80-90年的人類是什麼感覺呢?會覺得人類的時間流動很慢嗎?人類看著它們呢?會覺得它們的時間流逝的很快嗎?

貓狗的舉例你不懂?那我們找個只能活一天的小昆蟲去對比呢?我們知道蜉蝣是隻有一天壽命的蟲子,他會在24小時內經歷從卵到幼蟲,到成蟲,到交配生育,到死亡。這種蟲子的眼中,人類是否是時間靜止一般的存在呢?它們走完了一生,看到的人類卻幾乎沒變化。

其實,不論是誰看誰,怎麼看,都無法改變一個事實,那就是時間是在恆定的流逝而已。也許,有個人被極速凍結了,他的所有細胞都不再有任何活動跡象,對他自己而言,時間就像靜止了一樣,不再成長,不再衰老。但是整個宇宙維度的時間卻繼續向前進,其他的生命體們繼續根據時間的變遷成長,衰老,死亡。被靜止的不是時間,只是被凍結的這個人而已。

總結:絕對零度是無法凍結時間的。能被凍結的只是你,而你被凍結後會誤以為時間被凍結了。


金晶林


討論這個問題之間,我們有必要先簡單瞭解一下絕對零度以及時間的定義。

一個物體的溫度來自於其內部的微觀粒子的運動,如果一個物體內的所有微觀粒子都停止了運動,那麼這個物體就達到了一個理論上的最低溫度,即絕對零度(零下273.15攝氏度)。

再來看時間的定義,事實上我們只能對“時間”這個物理量進行抽象的定義,即時間是物質的運動以及變化的連續性、順序性的一種度量。也就是說,如果宇宙中的物質不再具有運動或者變化的性質,那麼我們就可以認為時間停止了。

如果宇宙的溫度降到絕對零度,就意味著宇宙中的所有微觀粒子都停止了運動,相應的它們也不會再發生變化。在這種情況下,宇宙中的所有物質都不再具備運動和變化的性質,從以上我們對時間的定義來講,這是不是就可以說明,如果宇宙的溫度降到絕對零度,那麼時間就會停止?

雖然絕對零度不可能達到,但從理論上來講,這個結論看上去似乎這是正確的,然而量子力學卻告訴我們,沒那麼簡單!因為即使真的達到了絕對零度,宇宙中依然會有一種能量存在,那就是“真空零點能”。

量子力學認為,在宇宙真空中蘊含著巨大的本底能量,即“真空零點能”,這種能量會以正負虛粒子的形式不斷地形成,然後又成對地湮滅。

根據這個理論,1948年,荷蘭物理學家亨德里克.卡西米爾(Hendrik Casimir)提出了一個猜想,他指出如果在真空中,將兩個物體的間隙縮小到一定的程度,那麼這些真空中的虛粒子就不能在兩個物體之間形成。

而在其他位置形成的虛粒子,就會對這兩個物體造成影響,使它們有靠攏的趨勢,表現為兩個物體之間產生了吸引力。這就是有名的“卡西米爾效應”,1996年,科學家通過實驗證實了“卡西米爾效應”真實存在。

這也證明了量子力學中關於“真空零點能”的理論。因此,從量子力學的角度來看,即使整個宇宙都降到了絕對零度,但在量子真空裡依然還有量子漲落。這就意味著,在絕對零度下,宇宙中還是存在著運動和變化的性質,那麼時間當然也就不會停止。

只能說宇宙的神秘遠遠超出了我們的想象,我們現在瞭解到的,只不過是宇宙的冰山一角,也許還遠遠稱不上“冰山一角”。


回答完畢,歡迎大家關注我們,我們下次再見`


魅力科學君


會停止,要是宇宙能達到絕對零度“零下273.15度”,時間會停下來,一切都會停下來。

只要學過高中物理,你就應該知道這個概念,這個宇宙的最高溫度是多少呢?估計絕大多數人是不知道的。

粒子是宇宙大爆炸產生的,宇宙大爆炸那一刻溫度極高,這個溫度是1.42億億億億度,當溫度降下來,能量凝聚成了基本粒子,之後形成了原子、分子,坍縮成星系、恆星、便有了我們現今的宇宙。

宇宙的最高溫度和最低溫度,粒子振動得越來越厲害,溫度就會越來越高,如果我們能一直減慢一個粒子的振動,直到它停止下來,那麼這個時候就會得到一個最低溫度,這個溫度是零下273.15度,也就是絕對零度。

只要你有辦法能讓宇宙達到絕對零度,粒子就會停下來,一切也會停下來。

但是在這個宇宙中絕對零度只可無限逼近,但永遠也無法達到!





實驗小超人


有了運動才有了時間,時間是運動的過程,時間是運動的衍生物。沒有運動就沒有時間概念,請看計量時間的全是勻速運動,機械鐘、電子鐘、天文鐘,離開了運動就無法計量時間。當宇宙溫度降到零下273.15℃,宇宙就會停止運動一片死寂,時間也就不存在了。


朝聞道xszy


物體的溫度反映的是構成物體的粒子熱運動劇烈程度,兩者呈正相關。按照題主的設想,如果宇宙的溫度降低到了最低的溫度——絕對零度(約零下273.15攝氏度),粒子的熱運動全部停止,這是否就意味著時間也停止了呢?

畢竟,時間表徵事物的變化,當溫度到了絕對零度時,事物不再發生變化,所以等同於時間不再流逝。不過,溫度不可能會降到絕對零度,而且溫度和時間也沒有必然的聯繫。

在絕對零度下,粒子保持靜止,這意味著它們的動量和位置能夠被同時測出,這勢必會違背量子力學的一大法則——海森堡的不確定性原理。如果從熱力學的角度來看,宇宙的溫度也不可能變為絕對零度,因為能量交換和轉換的過程始終存在,宇宙的熵總是會增加。

不僅粒子本身不會完全靜止,而且粒子構成的宏觀天體也不會絕對靜止,它們在空間中必然會存在相對運動,所以時間也就不會停止流逝。事實上,根據相對論,時間是宇宙的基本結構,它是四維時空中的一維,它與物體是否在時空中運動以及物體的溫度高低並無關係。

除非宇宙坍縮回無窮小的奇點,所有的物質和空間都蜷縮到其中。在這種情況下,時間和溫度都已經沒有意義,這正是宇宙發生大爆炸而創生之前的狀態。


火星一號


首先絕對零度不可能達到,因為一切物質都處在永不停息的運動中,不可能達到絕對零度中全部靜止的狀態。

時間是什麼?

時間是用來表示事物的變化的,看似絕對靜止就什麼都不會變化了,但是這並不代表沒有時間。因為時間與溫度沒有關係。

絕對零度只是理論中溫度的下限,我們知道溫度代表著分子原子熱運動的劇烈程度,溫度越高,運動的越劇烈,相反也是成立的,運動的越劇烈,溫度也就越高,但溫度是一個含有統計意義的物理量,如果你只是討論數個分子、原子的運動,那是沒有溫度意義的。

絕對零度——不再有任何的能量和熱量交換,物質完全沒有粒子振動,並且其總體積為零,根據熱力學第三定律:不可能通過有限的降溫步驟來達到絕對零度。有的朋友會說,既然有限的步驟不可能,那就用無限的步驟來完成啊,其實“無限”這個詞在物理學中代表的含義其實也就是不可能了。

在國際空間站中將利用低重力的環境,採用激光製冷技術以及其他技術來完成將原子降至極低溫的操作。

雖然絕對零度不能達到,但實驗室中一直在做著逼近絕對零度的實驗,通過激光製冷、蒸發製冷、He3-He4稀釋吸收熱量製冷技術來完成降到極低溫的操作,甚至在未來磁製冷技術也會被應用。現在在實驗室中完成的降溫操作,甚至可以達到只比絕對零度高20萬億分之一攝氏度這種程度的低溫,這項實驗將可能在國際空間站中的冷原子實驗室中實現。

對此你們有什麼看法呢?歡迎在下方留言探討。我是科幻船塢,感謝大家的閱讀與關注

本文圖片來自於網絡,侵刪


科學船塢


謝謝 @悟空小秘書 信任邀答。

首先聲明:別指望宇宙大爆炸與相對論之類神邏輯。還得就事論事,實事求是。

我們的時間計量,總是基於某個相對靜止的參照系,即絕對時間。例如測量地球系內的物體運動的時間,只以地球為絕對參照系。

因此,就本題而言,溫度的變化,絲毫不影響我們對絕對時間的測量。

事實是:朱棣文激光製冷效應,已經可以將鹼金屬原子雲的絕對溫度降低到:T=1納開,即:T=0.00000001開度=-273.1499999攝氏度。

就物理思維而言,這和絕對零度幾乎沒有區別。那麼,我們來看看,這個準絕對零度,對應的是什麼真實圖景呢?

其一:根據熱力學第一定律T=mv²/3k,激光通過康普頓效應,將原子雲粒子的速度急遽降低到:v=0.001米/秒。

這就意味著,原子的震盪速度非常緩慢,熱力熵幾乎達到最大值。尤其重要的是:粒子的能量,其實就是粒子的動能。

其二:原子內部的子系統,如電子、質子、中子的自旋速度、震盪速度很不容易被改變,因為自旋是粒子成形的根本動機,基態的進動或震盪是粒子自我存活的必要空間。

換句話說,粒子自旋與基態進動,是表徵粒子勢能或質量的固有特性。

結論:絕對零度,絕不意味著粒子停止自旋與進動,而是核外電子進動最終降到基態速度的臨界指標。

物理新視野,旨在建設性新思維,共同切磋物理/邏輯/雙語的疑難問題。


物理新視野


絕對零度

時間和溫度到底有沒有關係呢?我們客觀地說,目前並沒有任何證據表明時間和溫度有關係。只有熱力學中的熵增定律在假說中和時間扯上了關係,很多科學家認為熵增的方向就是時間流逝的方向,但他們並不能拿出證據。這裡補充一點,熵指的是系統的混亂度,混亂度越高,熵就越大。

其實我們日常生活中也有這樣的體驗,當你很久不收拾房間,房間就會變得越來越亂,這其實就是混亂度增加了。而有一部分科學家認為,如果把宇宙看成一個系統,那最終的結果應該是混亂度最大,也就是熵最大。這個也是宇宙末日的熱寂說。因此,科學家才會提出熵增的方向和時間流逝的方向有關。

那有人可能就要問了這個熱寂是不是就是絕對零度?

實際上,根據目前的熱力學定律,

絕對零度是不可能達到的。這其實就是熱力學第三定律,大概的表述是這樣的:

在絕對零度時,所有純物質的完美晶體的熵值為零。
或者說,絕對零度不可達到。

這裡補充一點,絕對零度是-273.15度。

那絕對零度到底有什麼含義呢?

著我們就要說到溫度到底是什麼了。如果用微觀的視角來看,溫度的本質是:

微觀例子熱運動的的劇烈程度。

意思是說,萬物都是由粒子構成,而粒子並不是整整齊齊排排隊的,而是比較雜亂無章,可以到處亂晃。

從整個的角度來看,粒子整體運動得越劇烈,溫度就越高,反之亦然。我們用分子的平均動能來描述溫度

所以,絕對零度也很好猜,實際上就應該是分子定在一個地方完全不動的情況。但是,科學家發現,微觀粒子具有不確定性。意思是說,粒子的位置信息和動量信息是沒有辦法同時測到的。這其實也被叫做測不準原理,是由海森堡提出來的。

測不準原理還有個別稱,不確定性原理,這條理論是量子力學的基礎。根據這條理論,我們可以得出,分子不可能定在一個地方不動,頂多是在一定範圍內振動

,因此,絕對零度是達不到的。

那如果我們假設“絕對零度”可以達到,那它對應的會是時間靜止麼?

時間到底是什麼?

這其實要從時間的定義說起。我們目前根本沒有辦法直接給時間下定義,原因也很簡單,因此,我們根本不知道什麼是時間。雖然沒辦法直接下定義,但我們可以換個想法。在科學界還存在一種定義的方法叫做測量定義法

說白了,就是你如何測量的,你就可以歸納測量的方式來定義。其實時間的測量很早就有,我們定義的“一天”,其實就是地球自轉一週,或者一晝夜。一個月就是月球繞地球一週,一年就是地球繞太陽一週。

發現沒有?雖然我們不知道時間是啥,但我們可以測量到時間。而歸納整個過程,我們就會發現,時間其實是變化。我們測量時間的辦法其實就是測量週期性的變化。

以上其實都是從“測量”的角度出發對時間進行的定義,而從這個定義出來,我們可以出這麼一個結論,那就是如果“時間靜止”,對應的應該是沒有變化。那什麼樣的狀態是沒有變得的呢?

其實上文我們提到過,那就是熱寂的狀態,也就是整個系統熵最大時。在那個狀態下,宇宙處處都處於熱平衡狀態,說白了,就是處處的溫度都一樣,這就會導致不存在熱傳遞,沒有熱傳遞也就沒有了信息的傳遞,也就沒有了變化

因此,“時間靜止”對應的應該是“熱寂”,而非絕對零度。而由於宇宙大爆炸,宇宙早期是具有能量的,無論之後宇宙如何演化,這部分能量不可能憑空消失,因此,在熱寂時,溫度是不可能達到絕對零度的。也就是說,絕對零度對應的並不是“時間靜止”。


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