Куда уж ниже... Абсолютный ноль

"Да я в этом Абсолютный ноль!" - так иногда может выразиться человек, который в какой-то сфере ничего не понимает... Но знающий человек так будет говорить тогда, когда он в этой сфере - профи! Потому что Абсолютный ноль = недостижимый!... Заинтересовало? Скорее читаем!

Многие ошибочно считают, что температура в космосе - абсолютный ноль, или -273,15 градусов Цельсия или 0 Кельвинов.

Температура в космосе стремится к абсолютному нулю, но не имеет точного его значения (если интересно более подробно поговорить о температуре космоса (она очень различна в различных космических объектах) - дайте знать в комментариях). Почему? Потому что достигнуть абсолютного нуля невозможно.

Кстати вот самое холодное место во Вселенной - туманность Бумеранг, температура около 1К, примерно минус 272 градуса по Цельсию.

А это почему? Потому что мы пилоты? Нет! Объясняю:

Начнем с простых законов. Чем быстрее движутся молекулы, тем выше температура, чем медленнее движутся молекулы, тем меньше температура. Соответственно существует такая температура, при которой атомы и молекулы перестают двигаться, это и есть значения абсолютного нуля, 0К или минус 273,15 градусов по Цельсию. Если перевести на научный язык - об этом говорит третье начало термодинамики - энтропия системы (то есть, некая мера беспорядка в движении молекул) стремится к нулю при стремлении температуры к абсолютному нулю.

Что есть такое вообще температура? Это такая мера, определяющая, сколько энергии нужно затратить на каждую единицу энтропии. Энергия. Все всегда сводится к энергии...

Итак, смотрите, мы понижаем температуру системы. Понижаем, понижаем, понижаем... Молекулы движутся все медленнее и медленнее, и в конце концов останавливаются. Всё. Это означает, что тепловое движение останавливается. Молекулы, которые имеют энергию, отдали её полностью и им больше просто нечего отдавать. Вот это предел и есть абсолютный нуль, до которого мы понизили температуру и довели несчастные молекулы и атомы до такого состояния. Ура, победа?

Нееет. Мы забыли, что есть ещё кое что - квантовая физика, великая и ужасная! Если бы частицы полностью, совсем совсем полностью остановились, прекратили всякое малейшее движение, мы бы, в таком случае, могли одновременно измерить их скорость и координаты в пространстве с абсолютной точностью, они же не двигаются, нет проблем. Но есть ещё кое что! Такая картина говорит нам о нарушении принципа неопределенности Гейзенберга (Господи это ещё что такое... Нет нет, если понятными словами - это невозможность точно и одновременно установить пространственные координаты и скорость квантовой частицы, если бы электрон полностью остановился, можно было бы зафиксировать положение и нулевую скорость, но это невозможно, в итоге квантовые частицы всегда находятся в движении, в отличие от классических). Поэтому даже при абсолютном нуле квантовая частица будет хоть и слегка но "расплывчатой" , если считать что она ведёт себя как волна, или она будет немного колебаться, если рассматривать ее корпускулярное представление (если она - именно частица, к чему эти заумные слова... ). Поэтому при абсолютном нуле частица полностью не прекращает движение, а находится в таком состоянии, когда она не способна отдавать энергию.

Это картиночка просто так для красоты. Художественное изображение квантовых процессов.

Это знаете, что то по аналогии с теорией относительности великого Эйнштейна - объект, обладающий хоть малейшей массой не может достигнуть и тем более превысить скорость света.

Может достичь очень близкой скорости, почти, ещё и ещё раз акцентирую, почти равной скорости света, но не её саму.

То же самое и здесь - если объект обладает хоть малейшим движением (а я только что объяснила почему это так), достигнуть минимально низкой, то есть нулевой температуры он не может.

Может, опять таки, в теории, на миллиардные доли приблизиться к абсолютному нулю, но достичь его - нет.

Потому что чтобы достичь скорости света, понадобится бесконечное количество энергии, а чтобы достичь абсолютного нуля нужно "достать" из атома бесконечное количества тепла. То есть, чем ближе мы подбираемся к абсолютному нулю, тем больше энергии нужно затратить на дальнейшее охлаждение объекта (системы, говоря по научному).

Резюмируя, достичь абсолютного нуля нельзя, и вините во всем третье начало термодинамики, а если копнуть глубже - квантовую неопределённость.

Ну все, виноватых нашли, на вопрос ответили, вроде бы все.

Ну, чтобы Вам не было грустно - вот Вам немного юмора от одного учёного-физика:

Первое начало термодинамики: Вам не выиграть.

Второе начало термодинамики: Вам не сыграть вничью.

Третье начало термодинамики: Вам даже сыграть не дадут.

Есть много способов приблизиться к температуре 0К, учёные в криогенных лабораториях знают такие методы, о них есть информация в интернете, можете почитать, так, для общего развития. А на сегодня у меня всё!