導語
浙江的梅花開得正嬌豔,南方的農忙正是時候。
北方的人們還在期待春天的到來,南方的人們已是忙碌的時候了。
中國古人總結出來一年的二十四個節氣,正是為了友善農業生産的進行,以及人們日常生活的指導。
而在如今的現代社會中,四季的變化逐漸模糊,尤其是城市,更是很難感受到四季變化的明顯差異。
城市中逐漸隻剩下炎熱的夏天和寒冷的冬天,溫差逐漸變得不明顯。
對于溫度,人們隻是知道熔化點和沸點之類的基礎知識,而物質中最低的溫度是多少,又會發生哪些奇異的現象,反而知之甚少。
而這個溫度,正是科學家說的“絕對零度”,它到底有多冷?
又有怎樣的奇特現象?
一、地球四季變化源于公轉軌道和地球傾斜。
古人總結出來的二十四節氣,其實是根據地球黃道面上太陽的視運動來劃分的。
黃道面上的視運動,可以劃分為一年中的四個“季節”,分别為春分、秋分、夏至、冬至。
這也就是中國二十四個節氣的來源。
而地球之是以會有“四季”,則是因為地球在宇宙中的公轉軌道是一個橢圓,同時地球自轉的軸也是傾斜的。
當地球繞着太陽公轉的時候,接受到太陽的輻射能量就會有所改變,是以才有了四季的變化。
地球公轉周期為一年,也就是365.25天,而地球在傾斜自轉,是以在太陽直射點的位置會有所改變,如此一來,不同緯度的地區所接受到的太陽能量就有所不同,是以才會形成如今地球上不同緯度氣候的巨大差異。
在北緯23.5度的地方就是太陽直射的位置,也就是夏至時,晝夜時間最長,氣溫也最高,是以氣溫最熱。
而在南緯23.5度的地方,則是冬至,晝夜時間最短,氣溫最低,是以氣溫最冷。
而在赤道附近的地方,晝夜時間基本一樣,是以氣溫也是一年中差異最小的地方。
而在北極和南極,則是地球上最冷的地方,而在北極,夏天的溫度最高也不過0度左右,冬天的溫度則會低至-70℃左右,而在南極的冬天,溫度甚至會低至-80℃左右。
二、絕對零度是溫度的極限。
每一種物質都有自己的熔化點和沸點,而溫度的絕對零度,則是溫度的極限。
在達到絕對零度之後,溫度将不再下降,物質的分子則會完全停止運動。
而在這之前,溫度則是用來描述物質分子的平均動能。
溫度越高,分子的平均動能就越大,是以分子也會更活躍,随着溫度的升高,固體會變為液體,液體又會變為氣體。
而在冷卻過程中,氣體會先變為液體,液體再變為固體
當物質溫度降到絕對零度之後,因為分子停止運動,是以固體、液體、氣體之間的邊界也就消失了。
在絕對零度下,理論上來說,每一種物質都會成為同一種物質,這就是所謂的“玻色-愛因斯坦凝聚态”。
而絕對零度是多少呢?
絕對零度的溫度,是-273.15℃,也就是0K。
而人類生活中,能接觸到的最低溫度,則是絕對零度的十多億分之一,那麼,如果達到絕對零度,又會發生怎樣的奇異現象呢?
1.光會變得極其緩慢。
在絕對零度下,物質的原子、分子都會停止運動,是以光也會變得極其緩慢,理論上來說,光速會減慢到幾乎不會移動。
2.物質會變得奇異。
在絕對零度下,物質的原子、分子都會停止運動,這時候的物質相當于是停在原地的,是以會有許多奇怪的現象。
比如磁性,通常溫度越高,磁性就會越弱,而在絕對零度下,磁性會變得更加穩定,是以一些通常能夠通過磁性檢測的物質,在絕對零度下,就會變成超導體,反應出許多奇怪的現象。
3.熱力學第三定律。
熱力學第三定律,可以用來描述溫度的變化,而在絕對零度下,溫度不再變化,是以熱力學第三定律也就失效,物質的熱容量會趨近于0,理論上來說,絕對零度下的物質,是無法通過熱量來轉換能量的。
三、宇宙的終極命運。
地球氣溫的變化不僅僅是由于它自身的公轉和自轉,太陽作為地球上最主要的能量來源,也在不斷向外釋放能量,太陽的輻射能量對地球氣溫的影響,将不僅僅是四季的變化那麼簡單。
而在宇宙中,溫度的變化則是另一番景象。
宇宙中的溫度,同樣是随着“宇宙的膨脹”而降低的。
大爆炸之後,宇宙在膨脹,而随着膨脹的進行,宇宙中的物質也會變得稀薄,是以也會變得更加寒冷。
那麼在未來,宇宙的溫度又會逐漸降低到哪裡呢?
科學家研究認為,如果再過幾十億年,宇宙的終極命運将走向“熱寂”,而在那個時候,宇宙的溫度将會降低至絕對零度,宇宙中的所有的物質都将會停止運動,宇宙将會永遠的陷入寂靜之中。
結語
人類對于宇宙的探索和對于溫度的了解不僅僅是為了了解自然規律,也更多的是為了将來未來的科技發展和航天技術上的指導,同時也為人們未來可能的生存環境提供應對措施。
而地球氣溫的變化和溫度極端,也提醒着人們更加重視對于環境的保護,同時更關注氣候變化對人類生活的影響。
而在未來,随着科技的發展,人類可能會面臨更多極端溫度環境下的探索和生存挑戰。
對于絕對零度對人類生活和物質運動的影響,更是幫助我們更好的了解物質的微觀結構和運動規律。
而宇宙的終極命運“熱寂”這個概念,更是引發了人們對于宇宙起源和未來的深入思考,探讨人類的存在和命運。