物质的形态会根据周围环境温度的变化而发生变化,比如当物质的温度达到一定高度的时候就会呈现出气态,若温度下降则会变为液态。
而晶体还拥有一个结冰点,所谓的结冰点就是能够促使晶体由液态转变为固态的温度。我们最常见的结冰物质就是水了,水的结冰点就是零摄氏度。除了水之外,还有一些物质的的结冰点温度非常低,比如在标准大气压下,液氮的结冰点就达到了零下196摄氏度。这是一个超越我们常识的低温,但却不是宇宙间最低的温度,宇宙间最低的温度被称之为绝对零度,其只存在于理论之中。
其实,说绝对零度是宇宙间的最低温度似乎并不准确,因为宇宙中没有任何一种物质和一个区域可以真正达到绝对零度,也就是零下273.15摄氏度,如果用热力学温标来表示那就是0K。
宇宙间为什么没有物质和区域可以达到绝对零度呢?这还要从温度的本质说起,温度源于运动,没有运动,也就没有温度。但宇宙间只要有物质的存在,那么运动也就无处不在,物质越密集,运动速度越快,温度就越高,反之,温度则越低。宇宙中的很多区域看似空无一物,但其实并不是真的“真空”,在空旷的宇宙空间中,总是会有个别的粒子存在,它们带来了运动和温度。
绝对零度就代表了绝对的静止或绝对的“真空”。
然而世间没有任何事物是绝对静止的,我们所见的一块石头看似静止不动,但其实其内部的分子始终处于运动之中,只不过运动的速度相对缓慢,所以石头的温度并不是很高。
从另一个角度来说,我们所知的世界,任何一个系统、任何一个空间,都存在有能量和热量,这些都是温度的源泉,而能量是守恒的,只能够进行转化,而不会消失,所以除非能量从一开始就不存在于这个空间之中,否则这个空间则永远不会彻底失去温度,因此绝对零度是一个无法达到的极值。
如果真的达到了绝对零度,又会发生什么呢?那一切都将会被冻住。
这其中也包括了运动速度达到每秒约30万公里的光。绝对零度就代表绝对的静止,而光从出现的一刻就处于每秒30万公里的运动速度之中,那么失去了运动速度的光会是什么样子呢?从某一光源发射出来的光柱会不会被冻住成为一根笔直的冰柱呢?并不会如此。
光子的本质实际上是一种规范玻色子,规范玻色子在达到绝对零度的时候会呈现出一种气体、超流体的状态,所以被冻住的光看起来更像是一种气体。其实不仅是光,任何一种物质在达到绝对零度之后都会超越我们的认知。
死亡是人类最为畏惧的一件事,而绝对零度所代表的就是整个宇宙的最终死亡。
因为绝对零度表示运动不再发生,物质的密度归为零的状态,在没有密度和运动的世界之中,一切物理规律都不再起作用,就连主导整个宇宙运行的无处不在的引力也会消失。
在我们的常识中,低温代表冻结,而在绝对零度所带来的却不仅仅是冻结,而是物质的性质和状态的彻底改变。在绝对零度的状态下,世界将变得超乎我们的认知。不过幸运的是,绝对零度是一种永远无法达到的极值,关于绝对零度的一切都只能停留在理论之中。