SỐ KHôNG TUYỆT ĐỐI Là Gì?

Send

Người Canada không có nhiều điều đáng tự hào, nhưng chúng tôi có thể thử thách bạn với khả năng chịu được nhiệt độ lạnh cóng. Bây giờ, tôi sống ở Bờ Tây, vì vậy tôi mềm và yếu, hiếm khi gặp nhiệt độ dưới mức đóng băng.

Nhưng đối với một số anh em người Canada của tôi, nhiệt độ có thể giảm xuống mức mà tâm trí và cơ thể bạn hiếm khi có thể hiểu được. Ví dụ, tôi có một người bạn sống ở Winnipeg, Manitoba. Trong một ngày mùa đông năm ngoái, nhiệt độ ở đó đã giảm xuống -31C, nhưng với ống gió, nó có cảm giác như -50C. Cùng ngày hôm đó, nó là một chiếc balo -29C trên sao Hỏa. Trên Sao Hoả!

Nhưng đối với các nhà khoa học và Vũ trụ, nó có thể lạnh hơn nhiều. Thực tế, lạnh đến mức họ sử dụng thang đo nhiệt độ hoàn toàn khác - Kelvin - để đo lường mọi thứ cách xa nhiệt độ lạnh nhất có thể: Không tuyệt đối.

Theo thang độ C, Độ không tuyệt đối là -273,15 độ. Và ở Fahrenheit, nó HỢP -459,67 độ. Tuy nhiên, ở thang đo Kelvin, nó rất đơn giản. Số không tuyệt đối là 0 kelvin.

Tại thời điểm này, một nhà giải thích khoa học sẽ vấp vào một mỏ khai thác sử dụng không chính xác. Nó không phải là 0 độ kelvin, bạn không nói là phần độ, chỉ là phần kelvin. Chỉ cần kelvin.

Điều này là do khi bạn đo một cái gì đó từ một điểm tùy ý, như hướng bạn vừa quay, bạn đã thay đổi hướng đi 15 độ. Nhưng nếu bạn đo từ một điểm tuyệt đối, như nhiệt độ vật lý thấp nhất được xác định bởi tự nhiên, bạn sẽ giảm độ vì nó Vượt một cách tuyệt đối. Một số không tuyệt đối.

Tất nhiên, tôi cũng có thể đã nhận sai. Công cụ này là khó khăn.

Dù sao, trở lại Tuyệt đối số không.

Zero tuyệt đối là nhiệt độ lạnh nhất có thể đạt được về mặt lý thuyết. Tại thời điểm này, không có năng lượng nhiệt có thể được trích xuất từ một hệ thống, không có công việc nào có thể được thực hiện. Nó đã chết Jim.

Nhưng nó hoàn toàn trên lý thuyết. Nó thực tế không thể hạ nhiệt thứ gì đó xuống Tuyệt đối số không. Để làm mát một cái gì đó, bạn cần phải làm việc để trích nhiệt từ nó. Càng lạnh, bạn càng cần làm nhiều việc. Để có được số không tuyệt đối, bạn cần phải đưa vào một khối lượng công việc vô hạn. Và điều đó thật nực cười.

Như bạn có thể đã học trong lớp vật lý hoặc hóa học, nhiệt độ của khí chuyển thành chuyển động của các hạt trong khí. Khi bạn làm lạnh khí, bằng cách trích nhiệt từ nó, các hạt sẽ chậm lại.

Sau đó, bạn sẽ nghĩ rằng bằng cách hạ nhiệt thứ gì đó xuống Tuyệt đối số không, tất cả các chuyển động của hạt trong đó một thứ gì đó sẽ dừng lại. Nhưng điều đó không đúng.

Từ quan điểm cơ học lượng tử, bạn không bao giờ có thể biết vị trí và động lượng của các hạt cùng một lúc. Nếu các hạt dừng lại, bạn sẽ biết động lượng của chúng (không) và vị trí của chúng ngay tại đó. Vũ trụ và các định luật vật lý của nó chỉ có thể cho phép điều đó xảy ra. Cảm ơn Nguyên tắc không chắc chắn của Heisenberg.

Do đó, có luôn luôn có một chút chuyển động, ngay cả khi bạn có thể đến Tuyệt đối số không, mà bạn có thể GẠCH. Nhưng bạn có thể trích xuất thêm bất kỳ nhiệt từ nó.

Nhà vật lý Robert Boyle là một trong những người đầu tiên xem xét khả năng có nhiệt độ thấp nhất có thể, mà ông gọi là frigidum tối ưu. Vào năm 1702, Guillaume Amontons đã tạo ra một nhiệt kế mà ông tính toán sẽ chạm đáy ở -240 C. Thực sự khá gần.

Nhưng đó là Lord Kelvin, người đã tạo ra thang đo tuyệt đối này vào năm 1848, bắt đầu từ -273 C, hoặc 0 kelvin.

Bằng cách đo lường này, ngay cả với chiếc áo gió của nó, Winnipeg là một con số khổng lồ 223 kelvin trong ngày đông lạnh đó.

Bề mặt của Sao Diêm Vương, mặt khác thay đổi từ mức thấp 33 kelvin đến mức cao 55 kelvin. Đó là -240 C đến -218 C.

Nhiệt độ nền trung bình trên toàn bộ Vũ trụ chỉ là 2,7 kelvin. Bạn đã giành chiến thắng, tìm thấy nhiều nơi lạnh lẽo, trừ khi bạn đi ra ngoài các khoảng trống vũ trụ rộng lớn ngăn cách các cụm thiên hà.

Theo thời gian, nhiệt độ nền của Vũ trụ sẽ tiếp tục giảm, nhưng nó sẽ không bao giờ thực sự đạt đến Độ tuyệt đối. Ngay cả trong một năm Googol, khi lỗ đen siêu lớn cuối cùng cuối cùng đã bốc hơi, và ở đó, không còn sức nóng nào có thể sử dụng được trong toàn bộ Vũ trụ.

Trên thực tế, các nhà thiên văn học gọi tương lai ảm đạm này là cái chết nóng bỏng của vũ trụ. Nó nhiệt chết, như trong, cái chết của tất cả nhiệt. Và hạnh phúc.

Bạn có thể ngạc nhiên khi biết rằng nhiệt độ lạnh nhất trong toàn vũ trụ nằm ngay trên Trái đất. Vâng, đôi khi, dù sao đi nữa. Và giả sử người ngoài hành tinh thiên đường có công nghệ tốt hơn chúng ta, điều mà họ có thể làm.

Vào thời điểm tôi ghi lại video này, các nhà vật lý đã sử dụng tia laser để hạ nhiệt khí Rubidium-87 xuống chỉ còn 170 nanokelvin, một phần rất nhỏ so với Tuyệt đối Không. Trên thực tế, họ đã giành được giải thưởng Nobel cho công trình khám phá ra khí ngưng tụ Bose-Einstein.

NASA thực sự đang thực hiện một thí nghiệm mới gọi là Phòng thí nghiệm nguyên tử lạnh sẽ gửi phiên bản công nghệ này tới Trạm vũ trụ quốc tế, nơi nó có thể làm mát vật liệu xuống tới 100 picokelvin. Cái đó lạnh lẽo.

Đây là những bài học của bạn. Độ không tuyệt đối là nhiệt độ lạnh nhất có thể đạt được, điểm mà tại đó không thể lấy thêm năng lượng nhiệt từ hệ thống. Đừng bao giờ nói độ kelvin, bạn sẽ gây ra rất nhiều sự nhăn mặt. Vũ trụ có thể lồng vào trận đấu với khả năng tạo lạnh của chúng tôi. Lấy vũ trụ đó.

Tôi thích nghe nhiệt độ lạnh nhất mà bạn từng trải qua. Đối với tôi, nó đã đến thăm Buffalo vào tháng 12. Điều đó không đúng.