想凍住時間嗎?
在科幻電影里,我們總幻想按下一個按鈕,世界瞬間定格,但在物理學家的眼中,這種魔法不需要咒語,只需要一個特定的溫度-273.15℃。
![]()
在這個溫度下,微觀世界的喧囂將戛然而止,原子會停止“呼吸”,電子會停止自旋,光會被凍結,時間將失去流動的意義,這就是宇宙的終極寒冷:絕對零度。
但這只是故事的表象,更恐怖的真相是,當人類花費百年心血,將溫度降到距離這個終極深淵只差 0.001 度時,我們并沒有看到預想中的死寂,反而窺見了一個讓所有物理學家脊背發涼的瘋狂世界。
![]()
20 世紀初,荷蘭萊頓大學的實驗室里,物理學家海克·卡末林·昂內斯正在進行一場瘋狂的賭博。他建造了當時世界上最強大的制冷工廠,試圖看看在極度低溫下,物質到底會變成什么鬼樣子,1911 年的一個深夜,他將水銀冷卻到了 -269℃,也就是4.2K,當他接通電路測量電阻時,指針歸零了,昂內斯第一反應是儀器壞了,但經過無數次檢查,他不得不承認一個顛覆常識的事實:電阻徹底消失了。
![]()
他給這種狀態起名叫做“超導”,這不僅僅是導電性能變好了,而是電流在其中流動時不再遭遇任何阻力,如果你在一個超導環里通上電,然后拔掉電源,這股電流會在里面一直轉圈,不是轉一天兩天,而是理論上可以轉到宇宙毀滅。
這直接撕碎了我們日常的經驗:在我們的世界里,能量總會損耗,但在那個低溫世界里,能量似乎獲得了永生,但這還不是最邪門的,幾年后,昂內斯又把氦氣冷卻到了 -271℃。氦氣液化了,但這種液體卻變得像鬼魂一樣。
![]()
這種狀態被稱為“超流體”,它的粘度歸零,摩擦力歸零,最驚悚的一幕發生了:當科學家把液氦倒進一個敞口的杯子里,液氦居然并沒有乖乖待在杯底,而是像有自我意識一樣,沿著杯壁內側向上爬,翻過杯沿,再沿著外壁流下去,滴落在桌面上。
沒有人推它,沒有外力,它無視重力,無視阻力,執意要逃離容器,更絕望的是,如果你把液氦裝進一個密封的陶瓷罐,它甚至能從原子級別的縫隙里“滲”出來,在極度低溫下,宏觀世界的物理鐵律統統失效,量子世界的幽靈開始接管現實。
![]()
人類是怎么發現這個宇宙禁區的?
這要追溯到 200 多年前,1802 年,法國化學家蓋·呂薩克在巴黎做了一個看似枯燥的實驗,他往玻璃管里裝入氣體,反復加熱、降溫,記錄體積變化。他發現了一個讓所有人毛骨悚然的規律:無論是什么氣體,溫度每降低 1℃,體積就會縮小 1/273。
![]()
呂薩克把這些數據畫成坐標圖,發現所有的點完美地排成了一條直線,當他顫抖著把這條直線向低溫方向延長時,線段在 -273℃ 處與橫軸相交,后來修正為 -273.15℃。
那個交點意味著什么?
![]()
意味著氣體的體積變成了零,意味著物質憑空消失了,但物質守恒告訴我們這不可能,于是科學家們明白了一個道理:那個點,不是物質消失的地方,而是宇宙畫下的一道紅線,宇宙仿佛在說:“你們可以無限接近這里,但永遠不許越過。”
如果在這個基礎上,我們繼續冷下去,比液氦還要冷一萬倍,會發生什么?
我們會看到一場“集體失憶”,1995 年,兩位科學家在實驗室里制造出了宇宙中前所未有的低溫。他們將一團原子冷卻到了納開爾文級別,突然之間,幾千個原子同時“忘記”了自己是誰,在常溫下,每個原子都是獨立的個體,像一群亂跑的孩子,但在那個極寒時刻,所有原子的量子波函數坍縮到了一起,它們表現得像是一個巨大的“超級原子”,這不是擠在一起,而是真正的融合。
物理學家管這叫“玻色-愛因斯坦凝聚態”,物質的第五種形態,在這種狀態下,原子打破了時空的限制,一個原子可以同時出現在兩個地方,量子力學中那些只在微觀層面生效的瘋狂規則,開始入侵宏觀世界。物質失去了個性,變成了一種純粹的波動。
那么自然界有沒有這么冷的地方?
![]()
距離地球 5000 光年外的半人馬座方向,有一片“回力棒星云”,它是一顆垂死恒星噴出的氣體云,正在以每小時 50 萬公里的速度瘋狂膨脹,這種急速膨脹產生了劇烈的降溫效果,使其溫度降到了 -272℃。
這是自然界已知的最冷角落,甚至比宇宙大爆炸留下的背景輻射還要冷,但人類這個充滿好奇心的物種,在制造寒冷這件事上已經超越了宇宙本身。
![]()
2021 年,德國布萊梅大學的團隊創造了一個令人窒息的記錄,他們把裝著原子的設備從 120 米高的塔上扔了下去,在自由落體的那幾秒鐘微重力環境下,原子的運動幾乎完全停滯,那一刻那座塔里的溫度降到了 0.0038 納開爾文,只比絕對零度高 38 萬億分之一度,在那個瞬間,那座塔就是全宇宙最冷的地方。
![]()
既然我們已經如此接近,為什么不能直接降到 -273.15℃?
因為宇宙用 熱力學第三定律 鎖死了大門:你可以無限接近絕對零度,但永遠無法達到,就像你追逐地平線,你走得越快,地平線退得越遠。
![]()
更深層的原因在于“海森堡不確定性原理”,在量子世界里,原子就像被植入了一個無法刪除的程序,零點能讓粒子必須保持最小的振動,如果它完全靜止,我們就能同時精確知道它的位置和動量,這違反了量子力學的基本法,所以宇宙禁止“絕對靜止”。
那么如果把一個人冷凍到接近絕對零度,能實現永生嗎?
![]()
理論上你確實不會衰老了。因為你體內的化學反應停止了,細胞停止了代謝,細菌也被凍結。你會變成一尊永恒的雕像,但這是一個殘酷的悖論:絕對零度能給你永恒,卻剝奪了你感知永恒的能力。
你的思維、意識、記憶,本質上都是神經元中離子的運動,當原子不動了,所謂的“你”也就不存在了,你會保持這個姿勢直到時間的盡頭,卻永遠不知道自己還存在。
![]()
物理學中有一個令人絕望的定律叫“熵增定律”,熱量永遠從高溫流向低溫,直到兩邊一樣冷,恒星在燃燒,但總有熄滅的一天,黑洞在吞噬,但最終也會通過霍金輻射蒸發殆盡,當宇宙中最后一點能量耗盡,整個宇宙將無限逼近絕對零度,科學家稱之為“熱寂”。
在那個未來里,不再有光,不再有熱,不再有生命,甚至連時間都失去了意義,因為沒有任何事件發生來標記時間的流逝,那是真正的、無邊無際的死寂。
![]()
所以珍惜現在這個溫度剛剛好的宇宙吧,珍惜原子還在劇烈跳動、光子還在到處亂竄、恒星還在發光發熱的每一刻,因為在無盡的宇宙時間軸上,我們所處的這個溫暖、喧囂、充滿變化的時代,只是一瞬間的例外,而冰冷的永恒,才是最終的歸宿。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.