冰凍一切物體，就連光都不放過！零下273.15℃到底有多可怕？ - 方格子

物質的溫度取決於構成物質的粒子動能，這些粒子越活潑、動的越快、動能越高，那麼物質的溫度就升高了。反之，當粒子不想動的時候，溫度自然就會變低了。

那世界上溫度最高的東西是什麼？太陽的表面溫度可達5772 K（5505 °C） ，每秒鐘釋放出來的熱量是整個太陽系的能量來源。太陽是宇宙中最熱的存在嗎？[1][2]

顯然不可能，宇宙中不只太陽這一顆恆星，有些恆星的亮度甚至是太陽的幾百倍，那麼恆星是宇宙中最熱的熱源嗎？[3]

答案自然也是否定的，僅次於宇宙大爆炸的伽馬射線暴，它在短短幾秒鐘的時間內，所釋放出的能量就相當於幾百個太陽一生中所釋放出的能量總和。而創造了整個宇宙的大爆炸，產生的能量肯定要比伽馬射線暴更加恐怖。[4]

由此可見，溫度沒有最高只有更高，那麼，溫度最低的東西是什麼？

最低溫度

前文我們提到，溫度的高低取決於粒子的動能大小，粒子可以動得非常快，那麼粒子有沒有一動不動的可能？

的確有，當粒子動能低到量子力學最低點時，物質就會達到它能達到的最低溫度，並且再也不會更低了。[5]

這個溫度就是絕對零度（absolute zero ） ，雖然名字裡帶著零度，但這個溫度可絕對比讓水結冰的0 °C要低得多，絕對零度是熱力學的最低溫度，當達到零下273.15°C（ 0K）時，所有粒子都會被靜止，就連光束中的粒子都難逃一劫，也就是說，這個溫度就連光都會被凍住。[6][7]

如何冷凍光線？

然而，這個溫度是僅存於理論裡的，根據熱力學定律，絕對零度永遠都無法達到，粒子只能無限逼近，而不能完全靜止。[8]

這是因為任何空間必須存在熱量，而熱量必然在不斷進行著轉換而不是消失，除非有一個從誕生之初就沒有任何熱量的空間，構成這個空間的所有粒子完全不會振動，且總體積為零。

這樣的空間是不存在的，這也就導致絕對零度只是存在於理論中的溫度。

等會兒，雖然你說絕對零度不存在，但你不是說可以無限逼近嗎？有沒有這樣冷的東西存在呢？

宇宙最冷的地方在哪裡？

在距離地球5000光年的地方，存在著一個名為“迴力棒”的星雲(Boomerang Nebula )，經過科學家的測量，這個星雲的溫度為零下272.15°C（1K），僅比絕對零度高1° C 。[9][10]

這個星雲是如何產生的？它怎麼會這麼冷？其實原因很簡單，這片星雲是從一顆恆星的核心逃逸出來的氣體形成的，因為向外逃逸的速度可達每秒164公里，這讓氣體在宇宙中迅速膨脹，這就是為什麼它的溫度會下降得那麼快。

你有沒有發現哪裡不對？星雲溫度降低是因為膨脹，但是，這片星雲以及我們自己生活著的宇宙，也處於膨脹之中。

自從大爆炸發生之後，宇宙的溫度就在不斷變低。在一個緊密的盒子中，粒子可以運動得很快，但隨著空間的變大，粒子的運動速度就逐漸變慢了，粒子動能的減少就導致了宇宙溫度的降低。[11]

但是不要擔心，按照科學家的說法，除非宇宙在爆炸時創造了一個沒有任何熱量的空間，那麼宇宙才有可能達到絕對零度。雖然宇宙的溫度在降低，但是它的能量只會轉換而不會消失。

拓展閱讀

粒子世界有新發現[12]

還原論與湧現論：你“只是”你的原子嗎？[13]

一種研究夸克的新方法已經被提出[14]

如果一人被夸克級的細絲截斷脖子，還能活著嗎？有何科學依據？[15]

傳奇理論50 年丨諾獎得主Wilczek專欄[16]

原子核中為什麼中子比質子多？探討兩種競爭力之間的平衡[17]

References

太陽 (newmediamax.com) 太陽系 (newmediamax.com) 恆星 (newmediamax.com) 伽馬射線暴 (newmediamax.com) 量子力學 (newmediamax.com) zero (newmediamax.com) 熱力學 (newmediamax.com) 熱力學定律 (newmediamax.com) 地球 (newmediamax.com) 星雲 (newmediamax.com) 運動速度 (newmediamax.com) 粒子世界有新發現 (newmediamax.com) 還原論與湧現論：你“只是”你的原子嗎？ (newmediamax.com) 一種研究夸克的新方法已經被提出 (newmediamax.com) 如果一人被夸克級的細絲截斷脖子，還能活著嗎？有何科學依據？ (newmediamax.com) 傳奇理論50 年丨諾獎得主Wilczek專欄 (newmediamax.com) 原子核中為什麼中子比質子多？探討兩種競爭力之間的平衡 (newmediamax.com)