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人造高温已达5。5万亿度,为何零下273。15度却无法达到?

  看似无尽头,实则有终点
  目前人类能制造且保持一段时间的"最高温度"是1亿摄氏度,这个记录是2020年4月24日由 中国的可控核聚变实验装置"东方超环" 创造的,一共持续了10秒。
  如果不考虑"持续性"的话,人造最高温度就是5.5万亿摄氏度,由 欧洲大型强子对撞机 在2012年生成,只在粒子对撞瞬间出现过。
  什么是温度?
  用物理语言来描述: 温度就是粒子运动速度的外在表现 ,不论是"一个"粒子还是"一群"粒子,它们的运动越快,温度就越高,但这属于微观温度。
  从日常生活的角度来说,大量空气分子的热运动才是人类感觉到的宏观温度,它们受太阳热辐射的影响,在大气圈内反复运动并传导热量, 最终才营造出了今天14℃的地表平均温度 。
  对人类来说单个或者多个粒子的5.5万亿摄氏度没有任何威胁,也根本无法影响整个宏观世界,这也是为什么如果 人暴露在太空中会被冻死而不是被太阳高温毁灭 的原因,毕竟太空物质密度太低,有限的几个原子运动速度再快温度再高,也不至于烧毁人体。
  短暂的低温之路
  通过对"速度越快,温度越高"的掌握,我们很容易就能反推出"速度越慢,温度越低",具体到微观粒子身上来说, 就是它们"越安静",由它们组成的宏观物体表面温度就会越低 。
  但相比动辄几千亿几万亿的高温,低温之路明显要短的多,因为在我们的宇宙里最低温度就是绝对零度, 热力学上叫0K,换算一下就是零下273.15摄氏度 。
  -273.15℃,这个在数量级上和5.5万亿℃相差甚远的数字,在外人看起来似乎"更容易达到",但事实上它就是物理学家的镜中花水中月, 和光速一样属于那种"可以无限接近但永远无法达到"的宇宙铁律。
  绝对零度为何可望不可即?
  在量子力学出现之前,确切来说是"不确定性"出现之前,物理学家们都认为组成物质的微观粒子们是"十分牢靠"的,但随着"不确定性原理"的出现,一切都变了。
  不确定性原理的主要"对象"就是原子内部围绕原子核运动的核外电子们,根据不确定性原理, 物理学家们永远无法确定"某个电子"的精确位置动量 ,只能用"概率云"的形式尽可能预测它可能在什么地方出现。
  早期的爱因斯坦一直认为, "概率"就是物理学家数据收集不到家的托词 ,整个宇宙本质上肯定还是确定性的,因此对量子力学的"不确定性原理"深恶痛绝,但无奈爱因斯坦本人也找不到证据来推翻不确定性, 所以电子"什么时间在什么地方出现"是真的无法求出来的 。
  通向绝对零度的死胡同
  在物体由原子组成,原子由原子核与核外电子组成,而核外电子又无法被精准定位的情况下,物理学家是无法把一个原子"百分百静止"的, 而没有绝对静止便没有绝对零度 ,毕竟核外电子们还在运动并产生热量。
  目前科学家在宇宙中发现的最冷的地方,是5000光年外的回力棒星云,那里的温度是 零下272.15℃ ,比 零下273.15℃ 的绝对零度刚好高了1℃,而我们宇宙目前的平均温度则是 零下270.42℃ 。 人造最低温度
  "追逐低温"算是目前为止人类为数不多超过宇宙本身的行为,因为物理学家用激光制冷(制动)生成过 0.5纳开尔文 的低温,换算下来 仅比绝对零度高20亿分之一k 。
  尽管距离绝对零度已如此之近,但物理学家们还是很清楚自己永远无法达到绝对零度,除非有朝一日量子力学被修正,否则绝对零度就还是和光速一样的宇宙铁律。
  温度有上限吗?
  还是回归到"温度的本质是运动"上面来,在绝对静止等同于绝对零度的情况下, "速度的上限就是温度的上限"这个说法是没有错误的 ,而我们宇宙"有意义的速度上限"就是光速,每秒三十万公里(299792458 m/s)的真空光速。
  在目前的人类物理学里唯一能达到光速的粒子只有光子,因为它没有静止质量, 所以高速运动状态下的质增效应对它不起作用。
  而对光子以外的所有粒子来说, 与希格斯场的相互作用都会让它们获得质量 ,进而永远无法达到光速,从此和"最高温度"无缘。
  最高温度在物理学中被称为"普朗克温度", 迄今为止它只在宇宙大爆炸瞬间的"普朗克时间"内出现过 ,那时所有粒子都还未诞生,四大基本作用力还同属一体。
  大体上来看,达到光速和达到最高温度其实是一回事,就像绝对静止和绝对零度是一回事一样,但它们之间还有一个共同点, 那就是同属宇宙规律的一部分,不是人类能染指的 。

风车形状的恒星众所周知,天文学中,恒星是由发光等离子体主要是氢氦和微量的较重元素构成的巨型球体。而在1999年4月9日,科学家看来发现疑似风车形状的恒星,像是个宇宙草皮喷水器,尘埃由旋转中的恒星日本研究团队首次合成莫比乌斯环形状碳分子中新网5月20日电据日本共同社报道,日本名古屋大学和北海道大学等组成的研究团队在19日出版的英国科学杂志上发布成果称,在世界首次合成了莫比乌斯环形状的碳分子,并将其命名为莫比乌斯碳7个其它星球上的一天有多长的时间我们都知道,地球上一天的时间是24小时,更精确的说是23小时56分钟。这与地球自转的时间不无关系,而白天黑夜的时长则与面向太阳的时间有关。自转代表了一天有多久,那如果是太阳系里其他我们必须解开木星神秘的起源故事才能找到外星人天体生物学家首先想要的是一件事找到外星生命的证据。当然,这说起来容易做起来难。太空是广阔的。恒星行星和卫星数不胜数。我们的探测器很少,而且我们的望远镜只能看到这么远,也只有这么高的它平静的外表下却蕴藏着极速的风暴,其速度超过音速两倍它漂浮在太阳系的黑暗边缘。被太阳锚定,但它几乎没有感受过太阳的温暖。这位旅者独自漂流,像深蓝色的大海一样,平静而难以捉摸。海王星是距离太阳的第八颗行星,距离大约是地球和太阳距离的3瞬息全宇宙之冥古代人类作为地球上唯一的高级生物,一直在探索生命的起源。生命是怎样在地球上诞生的这个问题,可能很多人都曾痴迷过。你可能听说过,生命起源于海洋,但生命具体是怎样形成的你真的清楚么?首先地对撞机撞出新世纪物理学乌云中国是否应该建造大型对撞机?新世纪物理学乌云再现!粒子物理标准模型遭冲击缪子g2实验装置中的磁铁(图片来源ReidarHahnFermilab)作为描述基本粒子与作用力的最佳模型,标准模型却并不完美,这使得粒高光谱遥感技术在悬沙水体研究中的应用0引言水体中悬浮泥沙影响到水体的透明度和水色等光学性质,还密切关系到河口海岸冲淤变化过程。采用高光谱遥感技术获得悬沙水体的反射光谱数据,同时从原理上来计算反射率。针对传统水体遥感测处理器频率冲上PHz美国研发出比当前PC快百万倍技术当前电脑处理器的频率不过GHz级别,Intel最快的酷睿才突破了5GHz频率,然而美国大学已经研发出了一种新技术,可以让芯片运行在PHz级别,相当于当前PC电脑至少一百万倍的性能。现代量子技术向前迈出的一步任意波长下单光子的频率转换分子振动的时空全息图是通过受刺激的拉曼散射在气体中产生的。然后,该全息图用于单光子的高效,保持相关性的频率转换。图片来源NicolasJolyMaxPlanckInstitutef科学家为什么宁愿探索太空,也不研究深海?深海恐怖在何处?自从人类文明诞生之后,就一直在探索太空和地球。地球是已知太空中唯一存在生命体的星球而且就距离而言,研究地球上的海洋应该比探索太空更加容易,可按照目前的比例来看,科学家对海洋的研究不
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