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人類科學史上都有哪些極限值?除了光速還有神秘的絕對零度


花花帶你看科學人類是地球上唯一的智慧生命,而人類走進科技發展的道路之後,也開始對這個世界萬物,對宇宙萬物萬象的探索。宇宙中任何的物質本質,現...

- 2019年7月27日06時01分
- 科學文摘 / 花花帶你看科學

花花帶你看科學

人類是地球上唯一的智慧生命,而人類走進科技發展的道路之後,也開始對這個世界萬物,對宇宙萬物萬象的探索。宇宙中任何的物質本質,現象本質都可以用科學來解釋,很多時候要解釋一些物質現象,需要通過微觀世界才行。

在人類的科學探索道路之上,科學家發現了不少的,無法到達的極限值,可能很多人只知道光速極限值,根據愛因斯坦相對論,物體的最快速度是光速,任何物種的速度只能無限接近於光速而無法到達。之所以會如此,原因就是隨著速度的增加,物體的質量在變大,同時需要的能量也會越來越大,當物體無限接近光速的時候,物體的質量也是無限大,而釋放和需要的能量同樣也是無限大,這種情況基本上不可能存在的,所以有了光速不破理論,物體的速度極限是光速。


那麼宇宙中都有哪些極限值?上面我們說了光速極限值,事實上除了光速,還有一個我們經常聽說的溫度極限值:絕對零度。我們都知道,溫度這個概念也是人類提出的,可是溫度卻是一個非常神秘的東西,溫度為什麼會升高,為什麼會降低,它們有沒有上限和下限值?一直以來都是科學家要探索的事情。

現在的科學觀點是溫度沒有上限值,只要條件允許它可以無限升高。可是溫度卻是有下限值的,這個值就是絕對零度即零下273.15攝氏度。那為什麼溫度沒有上限反而有下限值呢?科學家通過微觀世界找到了答案。我們都知道,在我們的宇宙世界中,其實分為兩個世界,宏觀世界和微觀世界。

宏觀世界就是我們能夠我們現在能夠看到的世界,而微觀世界我們需要科學儀器才能夠觀測到。而微觀世界其實就是宏觀世界的本質根源所在,宏觀世界物體的一切外在表現形式,都可以在微觀世界中找到答案。溫度的升高和降低自然也是一樣。

科學家研究發現,影響物體溫度升高和降低的根本原因就是物體內部分粒子運動的劇烈程度。從理論上來講,物體內部粒子運動越劇烈,物體的溫度就越高,物體內部粒子運動越緩慢,物體的溫度就越低。

粒子的劇烈程度是沒有上限的,無人知道粒子能夠劇烈到什麼程度,自然也無人知道溫度有沒有上限以及它的上限在哪裡?雖然粒子運動的劇烈程度沒有上際,但是粒子的緩慢運動程度卻是有下限的,這個極限值就是停上。粒子完全停上了運動,自然也就到達它緩慢的極限值了,它不可能會成為負數。


當粒子的運動完全停上後,物體的溫度也下降到了它的極限,這個極限就是我們通常所說的絕對零度。事實上絕對零度跟速度的極限一樣,都是一個可以無限接近而無法真正到達的極限值。絕對零度也是如此,從微觀粒子運動的情況來看,粒子的運動不可能完全停上,因此溫度也無法真正到達絕對零度,只能夠無限接近。

宇宙背景輻射的溫度達零下270攝氏度,這已經是一個非常接近絕對零度的值了。事實上,科學家目前已經能夠製造出零下273攝氏的超低溫,它已經無限接近絕對零度了。看來絕對零度還真的是溫度的極限值。不管是溫度的無限升高還是絕對零度的下限值,對於人類的科技發展都有重要意義。

溫度可以無限升高,正是科學家研究可控核聚變重要的一道卡。無限接近絕對零度的超低溫同樣有著重要的作用,未來的人體冷凍技術就要靠這種超低溫了,人體冷凍技術對於人類非常重要,不管是得了一些無法治癒的絕症患者需要冰凍起來等待未來醫學更加先進的時候可以治癒。

人類未來的星際航行中,人體冷凍技術更是需要的。要知道浩瀚的宇宙中,距離以光年為單位,每一次的星際航行都需要漫長的時間旅程。比如人類如果需要探索太陽系的鄰居比領星系,從地球出發可能至少需要幾千年的技術,這還是在人類實現初步的亞光速飛行才行。如果是以現在的現在,可能需要幾十萬年。

如此漫長的星際航行,人類想要到達比領星,以人類的壽命是不行的,這個時候冷凍技術就派上了用場。將人體冷凍起來,可以讓我們活到幾千年後。科學家在北極的凍層中,發現了一些超級細菌,這些細菌被冰凍了數萬年,數百萬年,仍然有一部分可以復甦過來。


由此可見,人體冷凍技術是多少的重要了,想要實現這個技術,首先就需要無限接近於絕對零度的超低溫。這一步人類目前已經做到了,下一步就是研究其它的相關技術,一旦實現,只要你願意,就有希望活到幾千年,幾萬年的未來。

人類科學史上,除了光速和絕對零度,還有其它的一些極限值,只不過它們遠沒有光速和絕對零度有名。當然這兩個數值是否是真的極限,仍然是一個未知數。要知道科學是沒有盡頭的,理論上不大可能存在真正的極限,之所以我們現在認為它們是極限,可能跟人類現在有限的科學水平關。

比如光速這個值,如果物體的速度無法突破光速,那人類未來將如何探索銀河系,探索整個宇宙?在以光年為單位的浩瀚宇宙中,光速也只能算是基本速度,以光速飛行,飛船穿越銀河系還需要10萬年的時間,更不要說浩瀚的整個宇宙了。

如果物體無法突破光速的極限,那人類一切對於宇宙的探索還有什麼意義?我們永遠都只能困在銀河系附近的小小範圍之內。如果是這樣,那人類將會感到未來迷茫,失去科學探索,一往無前的精神。由此可見,光速不一定就是極限,人類想要探索銀河系,探索宇宙,飛船的速度必須要突破光速,實現超光速飛行才行。而科學家也不會讓光速限定理論束縛,科學的意義就是打破一切不可能,打破一切色極限。

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