絕對零度，零下273度的宇宙禁區，到底有多可怕？

爲什麼宇宙要給所有文明設定兩道無法逾越的牆? 一道是光速,每秒約30萬公里。 另一道則是恐怖的絕對靈度, 零下273.15攝氏度。 首先,光速是所有人永遠也無法超越的天花板。 根據相對論,任何有質量的物體都無法超過光速。 即便你能夠無限加速, 但對於光線而言,你依舊處於靜止狀態, 並已不變的絕對光速離你遠去。 而絕對靈度則是你永遠都無法觸碰到的地板。 相比於宇宙1.4億億攝氏度的最高溫度, 絕對靈度的破壞力要更加恐怖。 因爲無論溫度有多高, 也只是讓分子的速度更快而已。 而絕對靈度卻能讓整個宇宙按下暫停鍵。 一旦達到這一溫度, 所有化學反應將全部停止, 時間也就此失去意義。 而更爲詭異的是, 零下273.15攝氏度如同是被宇宙寫死在底層代碼中的bug一樣。 因爲根據量子力學的解釋, 任何粒子都必須保留一點點能量。 所以即便你能夠無限接近絕對靈度, 也永遠都無法達到這一溫度。 而就是這樣一個宇宙中真實存在的神祕底線究竟是如何被發現的? 早在1802年, 法國物理學家呂薩克根據氣體的熱膨脹定律做了這樣一個實驗。 他先是準備了一個帶有體積標註的燒杯, 將一個完美契合的可移動式活塞放置燒杯最底部, 把裏面的空氣完全排除後, 藉助軟管在裏面填充了一些具有惰性的氦氣。 之後用一個靈敏度非常高的溫度計進行測量, 並記錄下燒杯中氦氣的溫度和體積, 24.83攝氏度,84毫升。 爲了能夠改變燒杯內氦氣的溫度, 呂薩克將其放入一個更大的容器內, 並在裏面注入一定量的冰水。 隨着溫度逐漸降低至0攝氏度, 發現活塞的刻度減小到了77毫升。 爲了能夠獲得更多實驗數據, 呂薩克又將冰水撤掉換成滾燙的開水。 當溫度計穩定下來後發現, 當外界溫度爲99.33攝氏度時, 燒杯中氦氣的體積爲105毫升。 隨着熱水逐漸的冷卻, 氦氣的體積也在不斷下降。 最後,當呂薩克將足夠多的數據 用座標系繪製出來時, 發現了一個驚人的現象, 溫度與體積居然呈現出一種線性關係。 將所有點進行連接, 並與橫軸相交時便會看到, 橫軸的溫度值赫然顯示爲 零下273.15攝氏度。 雖然數據有所不同, 但結果卻全都一樣。 因此,呂薩克精準確定了 氣體體積隨溫度變化的規律, 即氣體每升高或降低一攝氏度, 其體積就會變化273分之一。 同時,由於任何物體的體積 不可能爲零, 所以溫度也不可能低於 零下273.15攝氏度。 而就是這麼一個 用數學推算出來的宇宙禁區, 到底有多恐怖呢? 事實上,我們平時所說的溫度 其實是指原子的活躍狀態。 就比如,當水被燒開時, 水分子會因瘋狂亂竄導致溫度升高, 而當水凝結成冰時, 水分子的運動速度就會減慢, 所以溫度會降低。 但絕對零度則是讓原子 徹底停止不動。 根據理論推測, 如果你不小心觸摸到絕對零度, 那麼在其體內數十萬億的細胞中的 無數原子則會在此刻間全部停止, 甚至大腦還沒來得及做出任何反應, 就被直接定格, 一切都被卡在那個瞬間。 由於體內的所有細菌也被凍住, 因此沒有任何東西能腐爛你的屍體, 如同一張被永久凍結的照片, 成爲宇宙中最完美的標本。 隨後,當科學家通過實驗手段 試圖接近絕對零度時, 卻發生了幾件違反 經典物理直覺的詭異現象。 首先是超導現象, 1911年,荷蘭物理學家昂尼斯 在給金屬降溫時發現, 當溫度降到足夠低, 某些金屬的電阻會突然歸零, 而是整個材料進入了同一個量子運動狀態, 即在一個超導環裏通上電, 隨後再將電源拔掉, 電流依然會在裏面持續存在。 要知道,我們平時用到的電線, 裏面的電流會因電阻而發熱損耗, 而超導體卻直接將這一常識徹底撕碎, 因爲電子在裏面 不會產生任何電阻導致能量損耗, 理論上,這種電流 可以一直保持到宇宙終結。 而在之後的超流現象 則更加不可思議, 當科學家將氦氣降溫至 大約零下271攝氏度, 發現它變成了一種極其詭異的 超流態的液氦。 這種液體和我們認知中的任何液體完全不同, 幾乎沒有任何粘度, 如同鬼魂一樣。 如果將其倒入杯中, 它會自己順着杯壁向上爬, 翻過杯沿,然後悄無聲息地流到外面。 即便是使用一個看起來完全密封的容器, 它也依然能從原子級別的縫隙中 慢慢滲出來, 彷彿擁有某種直覺, 能夠精準找到每一個肉眼 根本看不見的出口, 也使得首次看到這一現象的科學家 一度懷疑自己是否見到鬼了。 而最讓人無法理解的是 在1995年,兩位科學家 首次在實驗室裏製造出了一種 原本只存在於教科書裏的東西, 波色愛因斯坦凝聚態。 這是一種區別於經典物理學中的 固態、液態、氣態 以及等離子態, 且只會在無限接近絕對零度時 纔會出現的量子態。 而它的最詭異之處就在於 這一狀態下,成千上萬的原子 不再是獨立的個體, 而是以完全相同的方式振動, 就如同數千人忽然共享了 同一的意識一樣。 爲了研究這一狀態, NASA甚至在國際空間站上 專門建造了一座冷原子實驗室。 在那裏,科學家親眼看到了一個 極其反直覺的現象, 單個原子在同一時刻 分佈在了兩個不同的位置上。 要知道,在日常世界中, 一個人不可能同時出現在兩個地方, 但在接近絕對零度的環境中, 量子世界的規則 卻開始短暫地侵入了現實世界。 而也正是這些種種的怪異現象 也使科學家們 不斷嘗試觸及到絕對零度。 但即便如此, 人類始終都無法將溫度變成 純粹的零度。 而通過天文觀測數據發現, 在距離地球5000光年以外的宇宙中, 確實也存在着最接近絕對零度的地方, 一個由塵埃和氣體雲組成的 回力棒星雲。 那裏的溫度爲零下272攝氏度, 僅比絕對零度差1.15度, 也是目前人類已知宇宙中 最寒冷的地方。 而這一發現,或許也揭示了一個殘酷的事實, 宇宙正在一步步走向極寒。 對此,科學界普遍認爲 宇宙的最終歸宿 很有可能就是因商增定律 而使溫度不斷冷卻並走向無盡的熱幾。 根據商增定律的推測, 自138億年前 當宇宙誕生的那一刻起, 就已經註定走向毀滅。 一切物質,小到生命, 大到天體,甚至就連黑洞 也都會隨着傷值的不斷增大 而走向消亡。 當宇宙中最後的光子達到絕對零度時, 也就意味着最後的殘骸 也將化爲烏有。 至此,宇宙自誕生以來 第一次進入永恆不變的狀態, 時間將失去所有的意義, 商增也將停下腳步, 宇宙走到了無序的盡頭, 什麼都不會發生,直到永遠。 所以,絕對零度的恐怖之處在於 它絕不是簡單的寒冷, 而是事物的終結。 當它在永恆保存你肉身的同時, 也永遠剝奪了你的感知能力, 因爲你一切的思維與意識 都需要原子的運動才能產生。 一旦所有原子停止運動, 就意味着即便你能夠永遠存在, 也永遠都不會知道自己還存在。 這就是絕對零度最殘忍的悖論。 宇宙用光速鎖住了空間, 讓任何文明都無法走得足夠遙遠, 並用絕對零度鎖住了時間, 讓任何存在都無法停留得足夠持久, 以此將所有文明 全都困於各自渺小的星系中。 也許在未來的某一天, 當某個高等文明打破其中一堵牆時, 它會徹底改寫我們對宇宙的所有認知。 但在此之前, 絕對零度仍然是整個宇宙的終極詛咒。 它時刻提醒着所有文明, 宇宙的盡頭不是一片火海, 而是一片死寂。 而那片無盡的虛無 正在以每一秒鐘的流逝速度 一點點向我們緩緩走來。