零下273.15度的絕對(duì)零度，究竟有多可怕？能凍住光嗎？

你感受過(guò)的最低溫度是多少？我國(guó)東北最冷的時(shí)候，氣溫能低到零下53度的樣子。俄羅斯西伯利亞有一部分地區(qū)處于北極圈內(nèi)，最冷的地方是零下73度，創(chuàng)造了北半球氣溫的歷史新低。

那要是溫度低到絕對(duì)零度——零下273.15度會(huì)發(fā)生什么事呢？

據(jù)說(shuō)，這個(gè)溫度連光都能凍住。

如此可怕的極寒，生命還能存活嗎？

首先，我們得看看，自然界中溫度究竟能低到什么程度，有沒(méi)有絕對(duì)零度存在。

地球上的自然界肯定不存在絕對(duì)零度，南極大陸的最低溫度是零下90度的樣子，而北極最低溫是零下70度的樣子，跟西伯利亞差不多。而且現(xiàn)在存在著全球變暖的問(wèn)題，氣溫逐年上升，恐怕南北極的最低溫都改寫(xiě)了。

那么宇宙中有沒(méi)有絕對(duì)零度的存在呢？

宇宙中的極端溫度

因?yàn)橛刑��?yáng)的光照，地球目前是太陽(yáng)系中最宜居的行星，雖然它不是離太陽(yáng)最近的行星。

而有的行星雖然離太陽(yáng)非常近，但溫度卻相當(dāng)?shù)停�比如水星�?strong>最熱時(shí)躥到零上430度，最冷時(shí)跌落零下160度，是太陽(yáng)系八大行星中溫度最極端的星球。

不過(guò)，宇宙中自然還有比水星最低溫時(shí)還冷的地方。

在離地球約5000光年的地方，有一團(tuán)半人馬座旋鏢星云，它是由宇宙中老年恒星內(nèi)部流出來(lái)的氣體、塵埃膨脹形成的，是目前人類能探測(cè)的宇宙中最冷的地方，溫度為零下272度，非常接近絕對(duì)零度。

當(dāng)然，半人馬座旋鏢星云的溫度也不可能達(dá)到絕對(duì)零度，畢竟所謂的絕對(duì)零度是熱力學(xué)上的最低溫，是理論下限，現(xiàn)實(shí)中幾乎達(dá)不到，只能無(wú)限接近。

不過(guò)，要是有物體走到半人馬座旋鏢星云這里，原來(lái)的性質(zhì)狀態(tài)都會(huì)發(fā)生徹底改變。因?yàn)閺睦碚撋蟻?lái)講，物體的溫度是內(nèi)部粒子運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出來(lái)的熱量。

我們描述溫度高低，會(huì)用熱和冷來(lái)形容。摩擦生熱的原理我們都知道，當(dāng)我們感到物體發(fā)熱時(shí)，表示它的粒子在高速運(yùn)動(dòng)，摩擦便增大；當(dāng)它冷下來(lái)的時(shí)候，則表示它的粒子運(yùn)動(dòng)速度減緩了，這時(shí)摩擦也減小了。

如果自然界中存在絕對(duì)零度，那么，這個(gè)物體肯定完全停止運(yùn)動(dòng)了。

當(dāng)我們摸到靜止的石頭時(shí)，會(huì)感覺(jué)到它的冰涼，但冷和熱又是相對(duì)而言，北極的冰塊肯定比低緯度地區(qū)的石頭還冷。

靜止也是相對(duì)而言，所以，我們看到石頭沒(méi)有動(dòng)，是參照了我們自己或者其他高速運(yùn)動(dòng)的物體，實(shí)際上石頭內(nèi)部的粒子在運(yùn)動(dòng)，只是跟參照物比速度過(guò)低了。同理，水星跌到零下160度時(shí)也在圍繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，而不是停止了。

絕對(duì)零度能凍住光嗎

我們?cè)賮?lái)看看零下262度的半人馬座旋鏢星云，它也肯定在運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橛钪嬷兴�有的天體都在轉(zhuǎn)動(dòng)，星云也會(huì)自轉(zhuǎn)，宇宙星云因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)碰撞、坍縮都不是罕見(jiàn)的事。

而且，有些星云是會(huì)發(fā)光的，比如發(fā)射星云會(huì)受附近的恒星激發(fā)而發(fā)光；反射星云靠反射附近恒星的光而發(fā)光；但氣體塵埃星云由于附近沒(méi)有發(fā)光的星體，它也是黑暗的。

半人馬座旋鏢星云恰好屬于反射星云，相當(dāng)于也能發(fā)光，所以，零下272度的低溫并沒(méi)有凍住光。當(dāng)然，半人馬座旋鏢星云沒(méi)有達(dá)到零下273.15度，只能做參考。

光速是在介質(zhì)和真空中傳播速度最大的物體運(yùn)動(dòng)速度，但物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)論多快都是有限的，跟絕對(duì)零度的道理一樣，只能無(wú)限接近光速，卻永遠(yuǎn)達(dá)不到光速。

從物體運(yùn)動(dòng)速度與溫度的關(guān)系可以得出，溫度也沒(méi)有上限。那有下限嗎？也沒(méi)有，因?yàn)榫湍壳暗难芯縼?lái)看，自然界中沒(méi)有絕對(duì)靜止的物體，粒子的動(dòng)能沒(méi)有絕對(duì)的限制，這就是溫度達(dá)不到絕對(duì)零度，只能無(wú)限接近的原因。

但是在理論上來(lái)說(shuō)，能達(dá)到絕對(duì)零度的時(shí)候，物體已經(jīng)完全靜止了，那么就可以凍住光。因?yàn)楣庖彩悄芰浚�有能量產(chǎn)生就有運(yùn)動(dòng)。

曾經(jīng)有過(guò)這么一個(gè)關(guān)于絕對(duì)零度的實(shí)驗(yàn)，就是制造超流體。超流體不是液體，但完全沒(méi)有摩擦，垂直90度的角度它都能“流”上去。制造超流體的原料是氮?dú)�，氮�(dú)馐鞘澜缟献铍y液化的物質(zhì)，但在接近絕對(duì)零度時(shí)，它被液化了。

光屬于玻色子，也可以液化成超流體，2017年，加拿大蒙特利爾理工學(xué)院和意大利CNR納米技術(shù)研究所合作，將光液化成了超流體狀態(tài)，稱為液態(tài)光。所以，當(dāng)溫度達(dá)到絕對(duì)零度，光也能被凍住。

絕對(duì)零度如何制造

光被凍住的理論有了，那么絕對(duì)零度能被人為地制造出來(lái)嗎？

的確有科學(xué)家制造出來(lái)了，據(jù)《自然·物理》雜志發(fā)表的一篇論文稱，美國(guó)和日本的科學(xué)家合作，在實(shí)驗(yàn)室里把鐿原子冷卻到已經(jīng)相當(dāng)接近絕對(duì)零度了，大概是零下273.15度以上的十億分之一度。

這個(gè)溫度比宇宙中最冷的地方還要低，半人馬座旋鏢星云的溫度跟它比都太熱了。科學(xué)家使用激光，在實(shí)驗(yàn)室里限制了30萬(wàn)個(gè)原子在光學(xué)晶格里的運(yùn)動(dòng)，才造出了如此低溫的環(huán)境。

但是把溫度降到這個(gè)程度，已經(jīng)不是純粹的物理學(xué)了，而是更偏向量子力學(xué)。取得該成果后，研究團(tuán)隊(duì)又開(kāi)始開(kāi)發(fā)工具，想測(cè)量鐿原子在如此接近絕對(duì)零度的環(huán)境中還會(huì)出現(xiàn)什么樣的行為。

那么，宇宙中有沒(méi)有可能也存在絕對(duì)零度的地方呢？

也許是有的，只是人類還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。可能那個(gè)極寒的地方比絕對(duì)零度的溫度還要低。那么，那個(gè)地方應(yīng)該是由反物質(zhì)構(gòu)成的，因?yàn)榉次镔|(zhì)要吸收物質(zhì)的能量，讓雙方達(dá)到能量抵消的狀態(tài)。

在這個(gè)由反物質(zhì)構(gòu)成的空間里，時(shí)間應(yīng)該也是停止的。因此，這個(gè)地方大概也會(huì)發(fā)生空間扭曲，甚至發(fā)生爆炸。

從宇宙爆炸論來(lái)說(shuō)，宇宙的起源是初始的奇點(diǎn)從熱到冷變化發(fā)生了爆炸，在爆炸之前，整個(gè)宇宙只有這么一個(gè)奇點(diǎn)，空間時(shí)間都不存在，爆炸了之后才產(chǎn)生了現(xiàn)在的宇宙。

那我們是不是可以理解為，奇點(diǎn)當(dāng)時(shí)是冷卻到了絕對(duì)零度然后爆炸的呢？要是奇點(diǎn)沒(méi)有發(fā)生爆炸而是停留在了絕對(duì)零度的情況下，那就是永恒。

可惜，絕對(duì)零度是無(wú)法到達(dá)的，溫度是極限值，光速也是極限值，目前沒(méi)有任何證據(jù)證明有東西能斬?cái)喙饣蛘咄Ｗ」猓?strong>有光就一定有能量，運(yùn)動(dòng)也不會(huì)停止。所以，絕對(duì)零度凍住光的說(shuō)法只能在理論里存在。