Канадцам нечем гордиться, но мы можем порадовать вас нашей способностью противостоять морозам. Сейчас я живу на западном побережье, поэтому я мягкий и слабый, редко испытываю температуру ниже нуля.
Но для некоторых из моих канадских братьев температура может понизиться до уровня, который ваш разум и тело едва ли могут постичь. Например, у меня есть друг, который живет в Виннипеге, Манитоба. В течение дня прошлой зимой температура там опускалась до -31 ° С, но при охлаждении ветром ощущалось, как -50 ° С. В тот же день на Марсе был прохладный -29С. На марсе!
Но для ученых и Вселенной это может стать намного более холодным. На самом деле настолько холодный, что они используют совершенно другую температурную шкалу - Кельвина - чтобы измерить, как далеко все находится от самой холодной температуры: Абсолютный ноль.
По шкале Цельсия Абсолютный Ноль составляет -273,15 градусов. А в градусах Фаренгейта -459,67 градусов. В масштабе Кельвина, однако, это очень просто. Абсолютный ноль - 0 кельвинов.
На этом этапе научный объяснение наткнется на минное поле неправильного использования. Это не 0 градусов Кельвина, вы не говорите, градус часть, просто кельвин часть. Просто Кельвин.
Это потому, что когда вы измеряете что-то из произвольной точки, например, в направлении, которое вы только что повернули, вы изменили курс на 15 градусов. Но если вы измеряете с абсолютной точки, например самой низкой физической температуры, определенной природой, вы понижаете градусы, потому что это абсолют. Абсолютный Ноль.
Конечно, я, наверное, тоже ошибся. Это сложно.
Во всяком случае, вернемся к абсолютному нулю.
Абсолютный ноль - самая холодная температура, которая теоретически может быть достигнута. В этот момент тепловая энергия не может быть извлечена из системы, никакая работа не может быть выполнена. Это мертвый Джим.
Но это абсолютно теоретически. Практически невозможно что-то охладить до абсолютного нуля. Для того, чтобы что-то остыть, нужно поработать, чтобы извлечь из него тепло. Чем холоднее вы становитесь, тем больше работы вам нужно делать. Чтобы попасть в Absolute Zero, вам нужно приложить бесконечное количество работы. И это смешно.
Как вы, вероятно, узнали на уроках физики или химии, температура газа соответствует движению частиц в газе. Когда вы охлаждаете газ, извлекая из него тепло, частицы замедляются.
Тогда вы бы подумали, что при охлаждении чего-либо до абсолютного нуля все движение частиц в этом чем-то остановится. Но это не правда.
С точки зрения квантовой механики, вы никогда не сможете узнать положение и импульс частиц одновременно. Если бы частицы остановились, вы бы знали их импульс (ноль) и их положение ... прямо там. Вселенная и ее законы физики просто не могут этого допустить. Спасибо принцип неопределенности Гейзенберга.
Поэтому всегда есть небольшое движение, даже если вы можете добраться до Absolute Zero, чего вы не можете. Но вы не можете извлечь из него больше тепла.
Физик Роберт Бойл был одним из первых, кто рассмотрел возможность существования минимально возможной температуры, которую он назвал primum frigidum. В 1702 году Гийом Амонтон создал термометр, который, по его расчетам, опустился до -240 ° С.
Но это был лорд Кельвин, который создал эту абсолютную шкалу в 1848 году, начиная с -273 C или 0 кельвинов.
Благодаря этому измерению, даже с его ветровым охлаждением, Виннипег был приятным 223 Кельвина в тот зимний день.
Поверхность Плутона, с другой стороны, колеблется от 33 кельвинов до 55 кельвинов. Это от -240 С до -218 С.
Средняя фоновая температура по всей Вселенной составляет всего 2,7 Кельвина. Вы не найдете много холодных мест, если не доберетесь до огромных космических пустот, которые разделяют скопления галактик.
Со временем фоновая температура Вселенной будет продолжать падать, но фактически она никогда не достигнет абсолютного нуля. Даже в годы Гугола, когда последняя сверхмассивная черная дыра наконец испарилась, и во всей Вселенной не осталось полезного тепла.
Фактически, астрономы называют это унылое будущее «тепловой смертью» Вселенной. Это тепловая смерть, как и смерть всего тепла. И счастье.
Вы можете быть удивлены, узнав, что самая холодная температура во всей Вселенной прямо здесь, на Земле. Ну, иногда, так или иначе. И при условии, что у пришельцев нет лучшей технологии, чем у нас, что они, вероятно, делают.
В то время, когда я записываю это видео, физики использовали лазеры для охлаждения газа Рубидия-87 до 170 нанокельвинов, что составляет небольшую долю выше абсолютного нуля. Фактически, они выиграли Нобелевскую премию за свою работу по обнаружению конденсатов Бозе-Эйнштейна.
НАСА фактически работает над новым экспериментом под названием «Лаборатория холодного атома», который отправит версию этой технологии на Международную космическую станцию, где она сможет охлаждать материал до 100 пикокельвинов. Это холодно.
Вот ваши выносы. Абсолютный ноль - это самая холодная температура, которая может быть когда-либо достигнута, точка, в которой дальнейшая тепловая энергия не может быть извлечена из системы. Никогда не говорите, градусы Кельвина, вы будете так сильно морщиться. Вселенная не может сравниться с нашими способностями к образованию холода ... пока. Возьми эту вселенную.
Мне бы очень хотелось услышать самую холодную температуру, которую вы когда-либо испытывали лично. Для меня это был визит в Буффало в декабре. Это не правильно.
Подкаст (аудио): Скачать (Продолжительность: 6:54 - 2,4 МБ)
Подписаться: Apple Podcasts | Android | RSS
Подкаст (видео): Скачать (Продолжительность: 6:56 - 90,4 МБ)
Подписаться: Apple Podcasts | Android | RSS
