打开猎豹浏览器,查看更多科学图集 首先,地球上不可能出现零下一千摄氏度的低温,就连宇宙中也不会出现这么低的温度。因为最低温度只有-273.15 ℃,而且这还是无法达到的极限温度――绝对零度。那么,为什么温度会有下限?为什么下限是-273.15 ℃,而不是-1000 ℃,或者更低的温度? 在宏观上,温度用于表征一个物体有多热。从微观上来讲,物体之所以有温度,是因为组成物体的原子、离子和分子一直在做永不停歇的热运动。因此,温度本质上表征了微观粒子的热运动有多剧烈。 粒子热运动越不剧烈,产生的热量越少,温度就越低。粒子热运动的剧烈程度下限是完全停止,这时对应的温度就是绝对零度。根据理想气体的查理定律或者盖-吕萨克定律,可以推导出绝对零度为-273.15 ℃。在热力学中,绝对零度被定义为0 K。 绝对零度是间接得到的,而非直接测出这个温度,因为绝对零度是不可能达到的温度,这又是为什么呢? 原因就在于粒子始终会有热运动,而不会完全静止。无论根据相对论,还是量子力学,最终都会得出这样的结论。从相对论的角度来看,宇宙中的一切物体都在运动,静止只是相对的,因为绝对静止参照系是不存在的。从量子力学的角度来看,粒子的热运动停下来之后,粒子的动量和位置都变成确定的,这与不确定性原理相违背。 因此,无论是在地球上,还是在宇宙中的其他地方,温度都不可能被降低到-273.15 ℃。目前,地球的平均温度约为14.9 ℃,宇宙的平均温度约为-270.42 ℃(比绝对零度高了2.73度)。人类制造出的最低温度仅为-273.1499999999 ℃,但仍然高于绝对零度。 如果地球的温度降到绝对零度边缘,整个地球将会被完全冰冻。事实上,不用那么低的温度,整个地球也能被冻住。一系列证据表明,地球曾经两度被冻成雪球地球。 第一次发生在距今23亿年前,当时的大氧化事件导致大气中的温室气体大幅度减少,最终使温度骤降。第二次发生在距今7亿年前,当时地球上的所有大陆合成一块超大陆――罗迪尼亚超大陆,冰川在这块大陆上肆意延伸,最终覆盖了整个地球。 据估计,在雪球地球的状态下,整个地球的平均温度低至-50 ℃。在这种极端严寒的环境中,只有深海热泉等特殊的地方才能让生命延续下去。 |
|