综述

1593年，意大利科学家伽利略发明出人类历史上第一只温度计，自此以后，人类对温度的变化有了一个最基本的认知。只不过在那个年代，由于科学技术的限制，所以温度计测量出来的数据和实际结果一直都存在较大误差。

好在随着时间的推移，无数科学家接连不断的改进温度计，终于让误差不断的减小。除此以外，在新型温度计展现出测量精确度的同时，还极大程度的增加了可测量温度的范围。

尤其是瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯在1742年创立温标的时候提出了0度的标准以后，无数科学家们开始猜想：宇宙中的最低温度究竟是多少？在此种温度条件下，环境和物质又会受到什么样的影响？

伽利略温度计

温度

在温室效应出现以前，普通人对于温度变化的重视程度并不高，一般都会停留在冷和热这两个概念上面，简单理解就是天热减衣，天冷加衣。

随着温室效应的不断加剧，人们才开始慢慢重视自然界中的温度变化。绝大多数人都没有想到，日常生活中稀松平常的一种感受，竟然能够对生存环境构成影响甚至威胁。

温室效应主题创意图

地球温度

众所周知，地球除去形成时的原始热量所组成的地核之外，主要热量就来源于太阳。一旦没有了太阳提供热量，那么地球也会在一段时间之后变成一个死寂的星球。

而对于温度变化的感受，我们印象最深刻的就是昼夜温差以及四季变化，其实也主要受到了太阳的影响。

首先是昼夜温差的变化，这一点其实很好理解，当太阳落山之后，就意味着我们会在短时间内失去太阳光的照射，那么温度自然会发生变化。

而某些地区昼夜温差极大，则主要是因为区域地理位置的关系。其次就是四季温度的变化，很多人都不小心进入了一个误区。

太阳

我们都知道地球自转为一天，公转为一年，而地球的公转轨道又恰好是一个椭圆形，于是不少人便认为地球四季温度变化就是收公转的影响。

可事实上，季节温度的变化并不是由地球公转的距离决定的，而是因为太阳对太阳的直射点不同。这一点其实很容易理解。

其一是我们地球自身的南北半球季节并不相同，当北半球处于炎热的夏季时，南半球则是寒冷的冬季。如果和轨道有关系，那么地球作为一个整体，自然不会出现这样的区别；

其二就是水星，金星与太阳之间的距离更近，然而水星夜晚的温度最低可降至-172℃，这显然不符合人们的习惯认知。

地球公转自转模拟图

天体温度

在地球有史以来的记录之中，人类所记载的最低温度为-111.2℃。可让人没有想到的是，这个温度并不在南北两极，而是在西太平洋的一场热带风暴之中。

科学家们研究发现，当十级以上的强风暴云出现下沉气流时，其气温会在云层底部形成一个冷空气堆，而-111.2℃的测量结果也正是从这些冷空气堆中所得。

相较于这个温度，此前挪威人曾经在南极站点测定的零下94.5℃就显得略有不足了。可根据绝对零度-273.15℃的数值来看，这两个温度其实都不算是热力学中的最低温度。

地球冷空气动态示意图

它仅仅只是人类在地球上发现的最低温度而已。想要找到理论中的最低温度，我们只能寄希望与地外天体。然而令人没有想到的是：

即便是人类目前所发现的最低气温天体——回力棒星云，其温度也仅有零下272℃，并没有达到热力学中的最低温度。

科学家们推断，之所以会出现这样的情况，主要是由于在宇宙大爆炸时期，曾经有一部分热量还残留在其中。

回力棒星云

绝对零度

以人类现如今的科技手段来看，根本无法让温度抵达绝对零度的标准。虽然在2013年的时候，德国，美国，奥地利等多国科学家协同实验，终于将人类创造的最低温度无限逼近于绝对零度。

了解绝对零度的人都知道，绝对零度表示粒子动能低到量子力学最低点时的物质温度。在这个温度下，粒子的“生命”才算是真正意义的停止。

想要理解这个概念很简单，重点就在于粒子动能最低这个表述上。事实上，在现实生活之中，如果某一个人在严寒冰冻的环境中去世，其实仅仅只是代表他的生命已经停止。

绝对零度主题图片

但这并不代表人体内的所有粒子都已经停止了运动，只不过这些粒子的运动再也无法维持生命的运转。不仅如此，在温度到达一定条件时，外部抗性也是很关键的一个因素。

在没有任何保暖设施帮助的情况下，人类很难在低温下生存。可类似于青铜，钢铁这样的金属物却没有这样的担忧，这就是因为抗性不一样。

只不过温度如果持续降低的话，即便是钢铁也无法承受。挪威人当初在检测到零下94.5℃时就曾做过实验。

在这样的温度条件下，钢板和泡沫一样易碎，内部结构完全崩坏。很多人曾经会想人体冷冻保存为什么不是温度越低越好，原因也就在此处。

绝对零度主题图片

那么在绝对零度的情况下，又会出现怎样可怕的情况呢？光是否也会禁止不动？首先以人类为例，假设人类能够被保存到零下196℃的冷冻室之中，那就有机会跨过时间的维度，最终在新世纪重生。

可如果是达到绝对零度值，那么人类会在顷刻间死亡，甚至不会在当前世界上留下任何存在的痕迹。其次就是天体到达绝对零度时，天体以及天体上的所有物质都会消失于无形之中。

而所谓的时空也不再有任何意义。在绝对零度条件下，一切都将静止，时间停止转动，宇宙最终只会变成这个天体的虚空坟场。也正因如此，当理论变成现实，绝对是全人类的灾难。

绝对零度会导致人瞬间被冻死

光传播

光传播也同样如此，在时间没有意义的情况下，光速想要逃离绝对零度空间自然也不现实。我们都知道黑洞吸收光的主要原因是在于自身无比强大的引力，将整个空间完全扭曲。

其颠覆我们认知中的三维空间，光的传播路线自然就消失不见了。而在绝对零度的条件下，光的传播同样是不可能实现的。

只不过和黑洞不同的是，光是被“冻结”而并非被扭曲。我们都知道传递光不需要介质，但光的本质还是一种处于特定频段的光子流，以波的形式传递释放能量。

也正因如此，当光子流禁止不动的时候，光自然也就会静止不动了。很多人对此可能不太理解，其实这还要从绝对零度的宏观表示和微观运动开始说起。

黑洞模拟图

在热力学的世界里面，温度其实就是物质内部的分子和原子等粒子进行热运动的宏观表示。以一杯热水为例，当我们用手去触摸的时候，宏观感受是水温很高。

可在微观理解里面，这主要是水分子在外部加热的情况下，内部粒子热运动加剧。当我们用手去感受的时候，这种运动便找到了能量突破口，对我们传递能量。

而绝对零度，就是禁止这种能量的产生。从这里我们就可以知道，由于光子在量子场论之中是电磁场量子化的直接结果，所以光的粒子本身也是和其他的实物粒子一样具有基本结构。

而只要是粒子结构，就不得不服从绝对零度的管束，在这样的情况下，光自然就无法继续传播了。

热水的水分子运动更加剧烈

绝对零度猜想

由于粒子运动是相对的，永远不可能完全静止，所以绝对零度根本无法实现。无论科学家们做出怎样的努力，最终也只能无限地接近而已。

更重要的时，在绝对零度的条件下，气体的体积和压力将降至零，这根本不符合“极限”的标准。那么当未来某一天真的出现绝对零度之后时，宇宙又会有怎样的变化呢？

在现代物理学之中，科学家们已经公认了137亿年前的宇宙大爆炸。当宇宙从一个体积无限小，质量无限大的奇点爆炸开来时，由于膨胀的影响，宇宙的整体气温是极低的。

宇宙大爆炸模拟图

一直到百亿年之后，宇宙的平均温度才逐渐升高。可根据现如今的科学资料现实，宇宙仍然在持续不断的膨胀，星系，天体以及物质之间的距离也逐渐变得越来越远。

在这样的情况下，宇宙平均温度逐渐降低就成了不可逆转的现实。等到了一定程度以后，科学家们预言的“热寂”就会出现。

以恒星为例，在钱德拉塞卡极限和奥本海默极限两个不同的数值条件下，恒星最终的归宿也会不一样，那么宇宙是否也会面临相同的困境？

宇宙膨胀模拟图

除去膨胀爆炸之后并形成一个死寂的宇宙之外，是否会不断向内收缩，并最终回到“奇点”状态？不仅如此，温度又是否逐渐降低至绝对零度？

答案是：这些或许都是可能。也许在千百亿年的时光过后，宇宙最终又会在奇点中积攒能量，等到达了某一个阈值之后，迎来新一轮的宇宙大爆炸。

又或许在千百亿年前，宇宙早已经历过了这样的轮回，我们无从得知。只不过有一点可以确定的是，表示粒子动能到达量子力学中最低临界点的绝对零度，在这个变化过程中绝对有一席之地。

在未来的相关科学研究之中，我们如果能够了解并掌握更多的可能性，那么绝对零度对我们认识世界及宇宙的规律一定会提供更大的帮助。

宇宙大爆炸模拟图

结语

截至目前为止，由于绝对零度本身只是一个理论数值，所以有关绝对零度的一些猜想都未能得到验证，仅仅只是科学家们通过不同低温条件下的物质变化趋势做出的推断。

至于这些推断是否正确，我们还需要更多的证明。对于普通人而言，相关的研究和探索或许太过遥远，可事实上，这恰好是人类前进最基本动力。

不仅如此，绝对零度的研究除了能够验证理论猜想之外，对人类的现实生活也能提供巨大的帮助。当我们探索某些严寒地区以及严寒天体星球之时：

通过研究绝对零度而制造出的相关材料就能派上大用场。只要有了相关材料工具和探测器的帮助，人类自然能够更加轻松地探索宇宙世界的奥秘。

绝对零度主题想象图