探索绝对零度：生命的临界点？

你感受过的最低温度是多少？我国东北最冷的时候，气温能低到零下53度的样子。俄罗斯西伯利亚有一部分地区处于北极圈内，最冷的地方是零下73度，创造了北半球气温的历史新低。

俄罗斯有部分地区的温度能够低至零下73度

那要是温度低到绝对零度——零下273.15度会发生什么事呢？

据说，这个温度连光都能冻住。

如此可怕的极寒，生命还能存活吗？

首先，我们得看看，自然界中温度究竟能低到什么程度，有没有绝对零度存在。

绝对零度具体数值为-273.15℃

地球上的自然界肯定不存在绝对零度，南极大陆的最低温度是零下90度的样子，而北极最低温是零下70度的样子，跟西伯利亚差不多。而且现在存在着全球变暖的问题，气温逐年上升，恐怕南北极的最低温都改写了。

那么宇宙中有没有绝对零度的存在呢？

宇宙中的极端温度

因为有太阳的光照，地球目前是太阳系中最宜居的行星，虽然它不是离太阳最近的行星。

地球刚好位于太阳系的宜居带，离太阳不近也不远

而有的行星虽然离太阳非常近，但温度却相当低，比如水星，最热时蹿到零上430度，最冷时跌落零下160度，是太阳系八大行星中温度最极端的星球。

不过，宇宙中自然还有比水星最低温时还冷的地方。

在离地球约5000光年的地方，有一团半人马座旋镖星云，它是由宇宙中老年恒星内部流出来的气体、尘埃膨胀形成的，是目前人类能探测的宇宙中最冷的地方，温度为零下272度，非常接近绝对零度。

半人马座旋镖星云中的温度低至-272℃

当然，半人马座旋镖星云的温度也不可能达到绝对零度，毕竟所谓的绝对零度是热力学上的最低温，是理论下限，现实中几乎达不到，只能无限接近。

不过，要是有物体走到半人马座旋镖星云这里，原来的性质状态都会发生彻底改变。因为从理论上来讲，物体的温度是内部粒子运动表现出来的热量。

我们描述温度高低，会用热和冷来形容。摩擦生热的原理我们都知道，当我们感到物体发热时，表示它的粒子在高速运动，摩擦便增大；当它冷下来的时候，则表示它的粒子运动速度减缓了，这时摩擦也减小了。

粒子的运动速度决定了物体的温度高低

如果自然界中存在绝对零度，那么，这个物体肯定完全停止运动了。

当我们摸到静止的石头时，会感觉到它的冰凉，但冷和热又是相对而言，北极的冰块肯定比低纬度地区的石头还冷。

静止也是相对而言，所以，我们看到石头没有动，是参照了我们自己或者其他高速运动的物体，实际上石头内部的粒子在运动，只是跟参照物比速度过低了。同理，水星跌到零下160度时也在围绕着太阳公转，而不是停止了。

水星的温度虽然很低，但它依旧在围绕太阳运动

绝对零度能冻住光吗

我们再来看看零下262度的半人马座旋镖星云，它也肯定在运动，因为宇宙中所有的天体都在转动，星云也会自转，宇宙星云因为运动碰撞、坍缩都不是罕见的事。

而且，有些星云是会发光的，比如发射星云会受附近的恒星激发而发光；反射星云靠反射附近恒星的光而发光；但气体尘埃星云由于附近没有发光的星体，它也是黑暗的。

星云也会发光，主要是受附近恒星的影响

半人马座旋镖星云恰好属于反射星云，相当于也能发光，所以，零下272度的低温并没有冻住光。当然，半人马座旋镖星云没有达到零下273.15度，只能做参考。

光速是在介质和真空中传播速度最大的物体运动速度，但物体的运动速度无论多快都是有限的，跟绝对零度的道理一样，只能无限接近光速，却永远达不到光速。

光从离开太阳表面算起，需大约8分17秒就能到达地球

从物体运动速度与温度的关系可以得出，温度也没有上限。那有下限吗？也没有，因为就目前的研究来看，自然界中没有绝对静止的物体，粒子的动能没有绝对的限制，这就是温度达不到绝对零度，只能无限接近的原因。

但是在理论上来说，能达到绝对零度的时候，物体已经完全静止了，那么就可以冻住光。因为光也是能量，有能量产生就有运动。

理论上而言，如果真能达到绝对零度，就能够冻住光

曾经有过这么一个关于绝对零度的实验，就是制造超流体。超流体不是液体，但完全没有摩擦，垂直90度的角度它都能“流”上去。制造超流体的原料是氮气，氮气是世界上最难液化的物质，但在接近绝对零度时，它被液化了。

光属于玻色子，也可以液化成超流体，2017年，加拿大蒙特利尔理工学院和意大利CNR纳米技术研究所合作，将光液化成了超流体状态，称为液态光。所以，当温度达到绝对零度，光也能被冻住。

科学家们首次在室温下制造出液态光的相关论文发表

绝对零度如何制造

光被冻住的理论有了，那么绝对零度能被人为地制造出来吗？

的确有科学家制造出来了，据《自然·物理》杂志发表的一篇论文称，美国和日本的科学家合作，在实验室里把镱原子冷却到已经相当接近绝对零度了，大概是零下273.15度以上的十亿分之一度。

这个温度比宇宙中最冷的地方还要低，半人马座旋镖星云的温度跟它比都太热了。科学家使用激光，在实验室里限制了30万个原子在光学晶格里的运动，才造出了如此低温的环境。

在实验室里面限制了30万个原子在光学晶格里的运动

但是把温度降到这个程度，已经不是纯粹的物理学了，而是更偏向量子力学。取得该成果后，研究团队又开始开发工具，想测量镱原子在如此接近绝对零度的环境中还会出现什么样的行为。

那么，宇宙中有没有可能也存在绝对零度的地方呢？

也许是有的，只是人类还没有发现。可能那个极寒的地方比绝对零度的温度还要低。那么，那个地方应该是由反物质构成的，因为反物质要吸收物质的能量，让双方达到能量抵消的状态。

反物质会吸收物质的能量

在这个由反物质构成的空间里，时间应该也是停止的。因此，这个地方大概也会发生空间扭曲，甚至发生爆炸。

从宇宙爆炸论来说，宇宙的起源是初始的奇点从热到冷变化发生了爆炸，在爆炸之前，整个宇宙只有这么一个奇点，空间时间都不存在，爆炸了之后才产生了现在的宇宙。

那我们是不是可以理解为，奇点当时是冷却到了绝对零度然后爆炸的呢？要是奇点没有发生爆炸而是停留在了绝对零度的情况下，那就是永恒。

奇点有没有可能是在绝对零度的条件下爆炸的呢？

可惜，绝对零度是无法到达的，温度是极限值，光速也是极限值，目前没有任何证据证明有东西能斩断光或者停住光，有光就一定有能量，运动也不会停止。所以，绝对零度冻住光的说法只能在理论里存在。