连“光”都能冻住！？一起揭秘“绝对零度”-273.15℃

发布时间：

2023-12-19

根据吉尼斯世界纪录，

地球上最冷的地方位于南极洲，

最低气温-89.12℃

而人类能够承受的最低温度，

在零下60度到零下70度，

更低等的生命体

如大肠杆菌、伤寒杆菌及化脓性葡萄球菌等

可耐受零下170度的低温

在更加寒冷的状态下

它们也将无法生存。

基于以上，

你敢想象-273.15℃下

是一种什么样的状态？

绝对零度下，会发生什么？

通常意义上，我们说的“零度”是指摄氏温标规定的0度，在零度之外分为零上和零下之分。还有一种只有零上没有零下的零度，它就是开氏微温标规定的0度，绝对零度，这是目前人类所探索到的真正的温度下限。要了解绝对零度，首先需要明白温度是什么？

温度的本质是物体分子运动的剧烈程度。物质内原子、分子等粒子的动能，决定了该物质的温度，物质的温度与粒子的动能成正相关，即粒子的动能越高，其温度越高。

因此，在理论上，温度是没有上限的，太阳的温度大约为6000度，原子弹爆炸的温度高达1500万度，但温度是有下限的，这是由温度的定义决定的。当一个物体内所有的粒子热运动都停止的时候，物体就达到了温度的下限——绝对零度。

绝对零度下，粒子动能低到量子力学的最低点时，分子几乎不做运动。根据经典热力学中绝对零度状态下，所有的热运动都会停止。物质密度归于零，一切静止没有运动，没有能量的释放和输入。在没有密度的世界里，所有的物理规律都将不再起作用，就连宇宙运行的主导者引力也会不复存在。此时，物质呈现的不是我们常见的液态、固态和气态，它们会聚成唯一的超原子，如果可以看到看起来就像是一个单一的实体。

即便是光，也会被冻结。光是由一个个粒子组成的，而在绝对零度之下，粒子将不再运动，呈现出静止的状态，所以即便是传播速度最快的光，也会变成一个老实的光子，躺在原地一动不动。

粒子不能完全静止，绝对零度也就无法达到。因此，绝对零度一直是一个理论值。在寒冷的宇宙空间里，星际尘埃的温度可以低达零下260度。而在我们肉眼看不见的某个宇宙的一角，一个名叫回力棒星云的地方，那里温度为零下272度，是宇宙自然中最接近绝对零度的地方，仅仅比绝对零度高大约一度。但仍达不到绝对零度。

绝对零度的研究有什么意义？

虽然无法达到绝对零度，但可以尽可能的接近它。为科学家们对这个宇宙的研究提供了很多强有力的依据，为人类的将来带来了更多的可能性。

比如我们知道，冬天来临的时候，人类和其他恒温动物的活动能耗都会降低，新陈代谢也会减缓，而不能适应冬季气温的生物大多会进行冬眠。

在三体中就提到了一种人体冬眠技术，也就是将人放在密封的舱内，利用低温将人体冷冻起来，减少人体机能的变化，这样这些人便可以通过低温技术穿越到未来，又或者通过这种方式进行长距离的星际旅行。而现实中，山东银丰生命科学研究院进行的人体低温保存项目，是将人体置于零下196℃的液氮环境中进行保存。如果未来真的能够实现人体冬眠技术，那么时空旅行或许将不再遥远。

而对于低温研究的目的还远远不止于此，在量子力学、量子计算、生物医学等方面都有着重要的作用。

中国科学院物理研究所自主研发的无液氦稀释制冷机成功实现10mK（绝对零度以上0.01度）以下极低温运行。这标志着我国在高端极低温仪器研制上取得了突破性的进展。