导语
浙江的梅花开得正娇艳,南方的农忙正是时候。
北方的人们还在期待春天的到来,南方的人们已是忙碌的时候了。
中国古人总结出来一年的二十四个节气,正是为了方便农业生产的进行,以及人们日常生活的指导。
而在如今的现代社会中,四季的变化逐渐模糊,尤其是城市,更是很难感受到四季变化的明显差异。
城市中逐渐只剩下炎热的夏天和寒冷的冬天,温差逐渐变得不明显。
对于温度,人们只是知道熔化点和沸点之类的基础知识,而物质中最低的温度是多少,又会发生哪些奇异的现象,反而知之甚少。
而这个温度,正是科学家说的“绝对零度”,它到底有多冷?
又有怎样的奇特现象?
一、地球四季变化源于公转轨道和地球倾斜。
古人总结出来的二十四节气,其实是根据地球黄道面上太阳的视运动来划分的。
黄道面上的视运动,可以划分为一年中的四个“季节”,分别为春分、秋分、夏至、冬至。
这也就是中国二十四个节气的来源。
而地球之所以会有“四季”,则是因为地球在宇宙中的公转轨道是一个椭圆,同时地球自转的轴也是倾斜的。
当地球绕着太阳公转的时候,接受到太阳的辐射能量就会有所改变,因此才有了四季的变化。
地球公转周期为一年,也就是365.25天,而地球在倾斜自转,因此在太阳直射点的位置会有所改变,如此一来,不同纬度的地区所接受到的太阳能量就有所不同,因此才会形成如今地球上不同纬度气候的巨大差异。
在北纬23.5度的地方就是太阳直射的位置,也就是夏至时,昼夜时间最长,气温也最高,因此气温最热。
而在南纬23.5度的地方,则是冬至,昼夜时间最短,气温最低,因此气温最冷。
而在赤道附近的地方,昼夜时间基本一样,因此气温也是一年中差异最小的地方。
而在北极和南极,则是地球上最冷的地方,而在北极,夏天的温度最高也不过0度左右,冬天的温度则会低至-70℃左右,而在南极的冬天,温度甚至会低至-80℃左右。
二、绝对零度是温度的极限。
每一种物质都有自己的熔化点和沸点,而温度的绝对零度,则是温度的极限。
在达到绝对零度之后,温度将不再下降,物质的分子则会完全停止运动。
而在这之前,温度则是用来描述物质分子的平均动能。
温度越高,分子的平均动能就越大,因此分子也会更活跃,随着温度的升高,固体会变为液体,液体又会变为气体。
而在冷却过程中,气体会先变为液体,液体再变为固体
当物质温度降到绝对零度之后,因为分子停止运动,因此固体、液体、气体之间的边界也就消失了。
在绝对零度下,理论上来说,每一种物质都会成为同一种物质,这就是所谓的“玻色-爱因斯坦凝聚态”。
而绝对零度是多少呢?
绝对零度的温度,是-273.15℃,也就是0K。
而人类生活中,能接触到的最低温度,则是绝对零度的十多亿分之一,那么,如果达到绝对零度,又会发生怎样的奇异现象呢?
1.光会变得极其缓慢。
在绝对零度下,物质的原子、分子都会停止运动,因此光也会变得极其缓慢,理论上来说,光速会减慢到几乎不会移动。
2.物质会变得奇异。
在绝对零度下,物质的原子、分子都会停止运动,这时候的物质相当于是停在原地的,因此会有许多奇怪的现象。
比如磁性,通常温度越高,磁性就会越弱,而在绝对零度下,磁性会变得更加稳定,因此一些通常能够通过磁性检测的物质,在绝对零度下,就会变成超导体,反应出许多奇怪的现象。
3.热力学第三定律。
热力学第三定律,可以用来描述温度的变化,而在绝对零度下,温度不再变化,因此热力学第三定律也就失效,物质的热容量会趋近于0,理论上来说,绝对零度下的物质,是无法通过热量来转换能量的。
三、宇宙的终极命运。
地球气温的变化不仅仅是由于它自身的公转和自转,太阳作为地球上最主要的能量来源,也在不断向外释放能量,太阳的辐射能量对地球气温的影响,将不仅仅是四季的变化那么简单。
而在宇宙中,温度的变化则是另一番景象。
宇宙中的温度,同样是随着“宇宙的膨胀”而降低的。
大爆炸之后,宇宙在膨胀,而随着膨胀的进行,宇宙中的物质也会变得稀薄,因此也会变得更加寒冷。
那么在未来,宇宙的温度又会逐渐降低到哪里呢?
科学家研究认为,如果再过几十亿年,宇宙的终极命运将走向“热寂”,而在那个时候,宇宙的温度将会降低至绝对零度,宇宙中的所有的物质都将会停止运动,宇宙将会永远的陷入寂静之中。
结语
人类对于宇宙的探索和对于温度的理解不仅仅是为了了解自然规律,也更多的是为了将来未来的科技发展和航天技术上的指导,同时也为人们未来可能的生存环境提供应对措施。
而地球气温的变化和温度极端,也提醒着人们更加重视对于环境的保护,同时更关注气候变化对人类生活的影响。
而在未来,随着科技的发展,人类可能会面临更多极端温度环境下的探索和生存挑战。
对于绝对零度对人类生活和物质运动的影响,更是帮助我们更好的了解物质的微观结构和运动规律。
而宇宙的终极命运“热寂”这个概念,更是引发了人们对于宇宙起源和未来的深入思考,探讨人类的存在和命运。