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绝对零度:宇宙最冷温度,若来临万物会怎样?超导体有何用?

送交者: 狂心中[♂★★★★如狂★★★★♂] 于 2025-03-30 18:22 已读 294 次 1赞  

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绝对零度是宇宙中最冷的温度,也是物理学历史上令人震惊的发现。这个温度意味着所有物质与能量被冻结,分子停止运动,时间与空间概念崩溃,万物消亡。若这一刻人类清醒,世界会发生什么?万物冻结景象如何?虽常见于科幻小说,但科学家对此深入研究。


20世纪8 - 90年代,人类虽未完全接近绝对零度,却发现接近时各种奇特物质状态出现,改变科学走向。绝对零度是极限温度,假设一个无热源、冷源且密封的箱子,所有化学反应无法进入。随着时间推移,物质分子会停止运动并冷却到一定程度,之后即便历经数百万年也不会变化,因为分子运动是物质变化的唯一因素,分子停则物质不变,所以绝对零度代表万物活动极限,也可认为无法达到绝对零度是科学发展动力之一。


牛顿发现物体内部分子运动产生温度,决定能量水平,推动热力学发展。热力学将温度与能量吸收能力结合,得出温度降低物体能吸收更多能量。19世纪杰文斯等算出若创造绝对零度环境将充满能量。1900年量子力学诞生,指出静止不可能,即便接近绝对零度粒子仍具运动能量。绝对零度只是极限值、理想状态,19世纪热力学发展时,科研人员就将其作为参数研究,通过对水的研究得出冷却到 -273.15℃即绝对零度,转化为开尔文温标为0K。


目前人类创造的最接近绝对零度的实验室只有几亿分之一卡尔文。若真达到 -273.15℃,地球上岩浆会迅速冻住,不再涌动,地壳因无板块运动不会有地震和火山喷发;地表液态水也会冻住,可能全球性寒潮冻住海洋,但淡水不会全冻,99%陆地会被冻住。这对植物可能是好事,但动物难以适应,人类更无法承受如此巨大环境变化,生存成疑。进入超低温状态,动物会“静止”,陆地上只剩少数适应严寒生物,大海里只有冰层浮出水面,大气层鸟类静止,无热量交替不会降水,大气弥漫奇异气体,物种凋亡,人类食物来源成难题。不过科学家认为这几乎不可能实现,人类无法改变物理规则。


绝对零度充满神秘,人类一直希望借助探索实现科学蓝图。从牛顿定律到量子力学,科学不断发展。1911年发现的超导体,在接近绝对零度时展现特殊性质,无电阻能量损失且排斥外部磁场。超导体进入超导状态,电流无阻力流动,不产生热量或能量损失;附近有磁场时排斥磁力线,即“迈斯纳效应”。超导体应用广泛,可用于核磁共振成像实现无创医学革命、制造粒子对撞机探索微观与宇宙起源、降低电力传输能量损失提高电网效率、构建量子计算机超越传统计算机。

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