KAS IR ABSOLŪTĀ NULLE?

Send

Kanādiešiem nav ar ko lepoties, bet mēs varam jūs pārsteigt ar mūsu spēju izturēt aukstuma temperatūru. Tagad es dzīvoju Rietumkrastā, tāpēc esmu mīksts un vājš, reti piedzīvojot temperatūru zem sasalšanas.

Bet dažiem maniem Kanādas brāļiem temperatūra var pazemināties līdz līmenim, kuru jūsu prāts un ķermenis tik tikko saprot. Piemēram, man ir draugs, kurš dzīvo Vinipegā, Manitobā. Dienu pagājušajā ziemā tur temperatūra pazeminājās līdz -31C, bet ar vēja vējš jutās kā -50C. Tajā pašā dienā tas bija balzams -29C uz Marsa. Uz Marsa!

Bet zinātniekiem un Visumam tas var kļūt daudz vēsāks. Faktiski tik auksts, ka viņi izmanto pavisam citu temperatūras skalu - Kelvins - lai izmērītu, cik tālu lietas atrodas no aukstākās iespējamās temperatūras: Absolute Zero.

Pēc Celsija skalas absolūtais nulle ir -273,15 grādi. Un Fārenheitā tas ir -459,67 grādi. Tomēr Kelvina skalā tas ir ļoti vienkārši. Absolūtā nulle ir 0 kelvini.

Šajā brīdī zinātnes skaidrotājs iestāsies nepareizas izmantošanas mīnu laukā. Tas nav 0 kelvinu grādi, jūs nesakāt grādu daļu, bet tikai kelvinu daļu. Tikai kelvins.

Tas ir tāpēc, ka, izmērot kaut ko no patvaļīga punkta, piemēram, tikko pagrieziena virzienā, jūs esat mainījis kursu 15 grādos. Bet, ja jūs mērāt no absolūta punkta, piemēram, no dabas noteiktās zemākās fiziskās temperatūras, jūs nokritīsit grādus, jo tas ir absolūts. Absolūta nulle.

Protams, es droši vien arī esmu kļūdījies. Šis sīkums ir grūti.

Jebkurā gadījumā, atpakaļ pie Absolute Zero.

Absolūtā nulle ir aukstākā iespējamā temperatūra, kādu teorētiski var sasniegt. Šajā brīdī no sistēmas nevar iegūt siltumenerģiju, nevar veikt nekādus darbus. Tas ir miris Džims.

Bet tas ir pilnīgi teorētiski. Ir praktiski neiespējami kaut ko atdzist līdz Absolute Zero. Lai kaut ko atdzesētu, jums jādara, lai no tā iegūtu siltumu. Jo vēsāks jums, jo vairāk darba jums jādara. Lai nokļūtu Absolute Zero, jums būs jāieliek bezgalīgs darba apjoms. Un tas ir smieklīgi.

Kā jūs, iespējams, iemācījāties fizikas vai ķīmijas klasē, gāzes temperatūra pārvēršas gāzē esošo daļiņu kustībā. Atdzesējot gāzi, no tās izdalot siltumu, daļiņas palēninās.

Tad jūs domājat, ka, kaut ko atdzesējot līdz absolūtam nullei, visas daļiņu kustības tajā kaut kas apstāsies. Bet tā nav taisnība.

No kvantu mehānikas viedokļa jūs nekad nevarat zināt daļiņu stāvokli un impulsu vienlaikus. Ja daļiņas apstātos, jūs zināt viņu impulsu (nulle) un viņu stāvokli ... turpat. Visums un tā fizikas likumi vienkārši nevar pieļaut, ka tas notiek. Paldies Heisenberga nenoteiktības principam.

Tāpēc vienmēr notiek neliela kustība, pat ja jūs varētu nokļūt Absolute Zero, ko nevarat. Bet no tā jūs nevarat iegūt vairāk siltuma.

Fiziķis Roberts Boils bija viens no pirmajiem, kurš apsvēra iespēju, ka tur ir zemākā iespējamā temperatūra, ko viņš sauca par primāro frigidumu. 1702. gadā Guillaume Amontons izveidoja termometru, kuru, pēc viņa aprēķiniem, izslēgs pie -240 ° C. Patiesībā diezgan tuvu.

Bet tas bija lords Kelvins, kurš 1848. gadā izveidoja šo absolūto skalu, sākot no -273 ° C vai 0 kelviniem.

Pēc šī mērījuma, pat ar savu vēja villu, Vinipega šajā ziemas dienā bija balzamains 223 kelvini.

No otras puses, Plutona virsma svārstās no zemākās no 33 kelviniem līdz augstākajai par 55 kelviniem. Tas ir no -240 C līdz -218 C.

Vidējā fona temperatūra visā Visumā ir tikai 2,7 kelvini. Jūs neatradīsit daudz aukstu vietu, ja vien neizkļūsit plašajos kosmiskajos tukšumos, kas atdala galaktiku kopas.

Laika gaitā Visuma fona temperatūra turpinās pazemināties, taču tā nekad faktiski nesasniegs absolūto nulli. Pat Googolo gados, kad beidzot ir iztvaikojis pēdējais supermasīvais melnais caurums, un visā Visumā nav palicis izmantojams karstums.

Faktiski astronomi šo drūmo nākotni sauc par Visuma “siltuma nāvi”. Tā ir karstuma nāve, tāpat kā visa karstuma nāve. Un laime.

Jūs varētu būt pārsteigts, uzzinot, ka aukstākā temperatūra visā Visumā ir tepat uz Zemes. Nu, dažreiz, vienalga. Un pieņemot, ka citplanētieši nav ieguvuši labākas tehnoloģijas nekā mēs, ko viņi, iespējams, arī dara.

Laikā, kad es ierakstu šo video, fiziķi ir izmantojuši lāzerus, lai atdzesētu Rubidium-87 gāzi līdz tikai 170 nanokelviniem, kas ir niecīga frakcija virs absolūtās nulles. Faktiski viņi ieguva Nobela prēmiju par savu darbu Bose-Einšteina kondensātu atklāšanā.

NASA faktiski strādā pie jauna eksperimenta ar nosaukumu Cold Atom Lab, kas nosūtīs šīs tehnoloģijas versiju uz Starptautisko kosmisko staciju, kur tai vajadzētu būt iespējai atdzesēt materiālu līdz 100 pikokelviniem. Tas ir auksts.

Šeit ir jūsu ņemšanas gadījumi. Absolūtā nulle ir aukstākā iespējamā temperatūra, nekā jebkad var sasniegt, punkts, kurā no sistēmas nevar iegūt papildu siltumenerģiju. Nekad nesakiet grādus pēc kelviniem, tāpēc jūs izraisīsit tik daudz spārnu. Visums vēl neatbilst mūsu aukstuma radīšanas spējām ... pagaidām. Ņem to Visumu.

Es labprāt dzirdētu aukstāko temperatūru, kādu jebkad esat personīgi piedzīvojis. Man tas bija Buffalo apmeklējums decembrī. Tas nav pareizi.