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如果有物体的温度低于绝对零度会怎样？

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发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

如果有物体的温度低于绝对零度会怎样？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

物质的温度是物质运动的标量，比如分子的热运动。辩证唯物主义告诉我们，物质都是运动的，不运动的物质，即绝对静止的物质是不存在的。绝对静止即物质处于绝对零度，因此绝对零度的物质是不存在的。

回答于 2019-09-11 08:43:50

绝对零度是热力学上定义的最低温度，也是宇宙中理论上的温度下限。因此宇宙中不存在低于绝对零度的物体。要解答这个问题，我们需要从绝对零度的定义和由来说起。

绝对零度的定义和由来

绝对零度是科学家根据盖-吕萨克定律，并配合大量的实验数据得到的。根据盖-吕萨克定律，一定质量的气体，当压强不变时，其体积跟热力学温度成正比。通过大量实验数据，可以得到其斜率（也就是膨胀系数），通过模拟，即可以确定当体积为0时的物体温度。因为物质的体积不可能小于零，因此这个温度就被定义为绝对零度。
从另一个侧面来分析，根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布的描述，任何物理系统的温度都是粒子运动的结果，绝对静止的物质是不存在的，因此绝对零度也是不存在的。
既然无法达到绝对零度，那有什么方法来逼近这个温度呢？

激光冷却法

激光还可以进行冷却？听完大家可能会一脸疑惑。我们都知道，激光亮度高、能量大的特点，可以使物体在短时间内可以很高的能量，但是用激光冷却是什么原理呢？
激光冷却技术是通过运用激光和原子之间的相同作用使原子减速运动，从而获得超低温原子的一种前沿技术。

早在20世纪的时候，人们就已经注意到光可以对原子产生辐射压力，但是并没有发展使用光压来降低原子速度的技术，直到激光器的发明以后，此项技术得以迅速发展。人们研究发现，当原子在相向传播的一对激光束中运动时，如果频率略低于原子跃迁的能级差，由于多普勒效应，原子会吸收与其运动方向相反的光子，但是吸收相同方向行进的光子几率比较小。两束激光会产生一个阻尼力，并且与光子运动方向想法，从而减缓原子的运动。

在此理论指导下，1985年科学界得到了极低温度的钠原子气体(240 microKelvin)。之后各种方法不断涌现，并获得了2.4x10-4K的实验室最低温度，这已经非常接近绝对零度。

随着各种科学研究设备的逐渐演进，未来可能还会出现更低的实验室温度，但永远达不到这个温度。

回答于 2019-09-11 08:43:50

实验室目前还没做出过绝对零度

关于这个问题，我们要先搞清楚一点，那就是无论如何都不可能达到绝对零度。这是瓦尔特·能斯特提出的热力学第三定律，大意说的就是：

不可能透过有限过程使系统冷却到绝对零度。

（当然这里我所说的是纯粹的温度）

并且在2017年3月14号，物理学家强纳森·欧本海姆和路易斯·马撒纳斯通过数学证实了绝对零度是不可能达到的。

当然，科学家一般都是喜欢挑战定律的，只有反常的事情才有可能得出新的理论。于是，许多科学家在实验里试图做到绝对零度。比如：多国科学家一起合作的国际科研小组就在实验室里做到了仅比绝对零度高了0.5纳（10^-9）开的温度。

当然，大多数挑战绝对零度的实验无一例外，都只是无限接近了绝对零度，但其实都没有做成。而更不要说低于绝对零度了，可能你要说了，这是不是人类的水平有限，说不定有什么高级文明已经可以做到了。这种虚无缥缈没有证据的事情也没办法探讨。但是我们可以从理论上去了解为什么达不到绝对零度。

温度对我们来说，最大感受就是冷热，不过这是宏观的。对于热到底是什么，学者们也研究了很多很久，最早也的人认为这是一种物质，后来这种看法被实验否定了。而且对于温度更为本质的看法来自于热力学，也可以叫做统计力学。这是一种微观的视角，科学家认为冷热其实是一种运动，是微观粒子的平均动能的宏观体现。

说白了，你给一个加热，并不是传递给了它什么具体的东西，而是让它表面的粒子整体上看起来运动得更加剧烈而已，所以我们才会用粒子的平均动能来表述冷热。

知道了这些，我们也就能明白绝对零度到底怎么来的了，也就是说，让这些粒子都别动时，也就是没有平均动能或者说动能最低时，可能是温度最低的状态。

不过这里要补充一点，由于量子力学中的不确定性原理的存在，粒子是不可能完全静止的，如果真的达到了绝对零度，粒子应该停留在一定范围内振动。

所以，总不至于让粒子拥有负动能吧？毕竟也没有这样的概念和说法，因此，绝对零度其实已经是最低的温度了。我们的宇宙中由于有宇宙微波背景辐射的存在，也就是宇宙大爆炸时留下来的余热，在宇宙中传播，它自身温度是3开，因此，宇宙并不是绝对零度的。

那为什么达不到绝对零度呢？

我们可以想象一下，如果给一个物体进行降温。这其实和抽真空很像，常规的办法就是用个温度更低的东西来给这个物体进行降温，我们也管这个叫做热传递。如果从这个角度去思考，要让一个物体降到绝对零度岂不是就要拿一个低于绝对零度的物体来降温？可是，我们都做不到绝对零度，如何去拿一个低于绝对零度的物体来降温？

所以，用这样的办法是无法实现。当然，上文我也说到了，科学家是不信邪的，它们打算在原子层面上操作，以此来让每个原子近乎“静止”在一定的范围内，比如：激光冷却或者蒸发冷去。不过，用这些办法也没有能够成功。所以，在面对绝对零度这道坎，我们目前无法迈过去。而低于绝对零度则更是不可能的，因为根本不存在那样的微观状态，所以也就不可能体现到宏观世界当中。

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