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光速是人类已知最快的速度,那么请问世界上有最慢的速度吗?

2020-08-31 05:31阅读(202)

光速是人类已知最快的速度,那么请问世界上有最慢的速度吗?:宇宙中最快的速度是什么?宇宙中最慢的速度是什么?一、宇宙中最快的速度伽利略曾提出过这样的设想

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宇宙中最快的速度是什么?

宇宙中最慢的速度是什么?

一、宇宙中最快的速度

伽利略曾提出过这样的设想,他说如果一个人在一艘船里坐着,这船具体是匀速运动,还是静止,其实坐在里面的人是很难发现的。

这就好比你坐在高铁当中,旁边也有一个高铁,这时候,无论哪个高铁动起来了,你很难区分到底是哪个高铁在运动。

因此,如果我们研究一个物体的运动,其实是要考虑坐标系的。举个例子,如果一个人在小车上走动,小车也在运动,就像下图这样:

那这时候,对于地面观察者来说,车子上的人的速度就是:10+5=15m/s。

所以,其实纯粹的速度叠加是很符合我们的直觉的,很多人认为实际上就是这么回事。

直到麦克斯韦出现,他提出麦克斯韦方程统一了“电”和“磁”,并且预言了电磁波的存在,而且还预言了光是一种电磁波。

但是从麦克斯韦方程中推导出来的光速c=1/ε0μ0

这其中ε0是真空介电常数,μ是真空磁导率。什么意思呢?

就是说,光速的大小不取决于坐标系,而是一个固定值,这个速度就是299,792,458m/s,我们可以粗略看成是3*10^8m/s。

为了解决光速和伽利略变换的矛盾,科学家尝试了很多办法,但都失败了。

后来,爱因斯坦以伽利略变换和光速不变原理为基础假设,推导出来狭义相对论。在狭义相对论中的推导中,物质、信息,能量的极限速度是光速。

具体来说,应该是静止质量是零的物质才能达到光速,按照目前的理论模型来说,只有光子和传递强力的胶子是静止质量为零。不过,胶子由于夸克禁闭,所以我们观测不到。

而光子则是光速无疑。根据狭义相对论其余有静止质量的,如果要把他们加速到光速,需要无穷大的能量,所以都无法超过光速。

而狭义相对论也在被提出的100多年来,被科学家多次用实验证明,并且目前并没有发现物质,信息,能量的速度超过光速的现象。

因此,我们说物质,信息,能量的最快速度是光速。

空间的膨胀

不过,除了物质、信息、能量之外,还是可以超光速的。我们就拿宇宙空间的膨胀来说,它就可以远远超过光速。原因就是空间的膨胀是不受光速不变原理的约束的。因为它并不是物质、信息、能量。

要了解宇宙空间的膨胀,我们就得先知道空间是如何膨胀。具体来说,它是各向同性的,均匀地向各处,等比例地膨胀。

假设宇宙空间是一块面包,那它的膨胀就是整体在变大,就像下图这样。

同样的膨胀速度到底多大,其实也要选取一个参考点的。不过,我们先说宇宙大爆炸初期,在第一秒内,宇宙发生了很多很多事情。其中就发生了大暴胀。

说的就是,在短短的10^-33秒,宇宙经历了100次加倍,变大到原来的10^30倍。这个数量级其实我们是很难能够感受到的。

我们可以做个比较,如果把大暴胀之前的宇宙空间看到是一粒沙子,那大暴胀相当于把这里沙子放大到可观测宇宙那么大,然后再把可观测宇宙看成是一粒子沙子,再膨胀到可观测宇宙那么大,这里补充一下,可观测宇宙是930亿光年,所以,宇宙空间膨胀的速度远远超过光速。

但空间膨胀的速度不是仅仅宇宙初期时才超过光速,事实上,如果以地球为参考系,如果距离地球足够远,那超光速的现象简直不要太多。

不仅如此,在距今40亿年前,宇宙不仅没有放慢膨胀的速度,相反还在加速膨胀。

这种膨胀效应,就让我们看到很多星系都在远离我们,这也意味着,如果这样的现象持续下去,我们能看到的星系会越来越少。

所以,由于我们根本无法知道宇宙具体有多大,目前观测的结果,似乎宇宙又是无限大的。

那么我们就找不到距离地球最远的点,也就无法知道,目前空间膨胀到底有多快,但我们最起码知道,这是远高于光速的速度。

因此,我们来总结一下,对于物质、信息、能量来说,最快的速度就是光速,而对于宇宙空间而言,最快速度目前还无法确定。

除此之外,我们要知道的是,人类能观测到的并非是宇宙的全貌,我们对宇宙海知之甚少,因此是不是存在比空间膨胀还要快的现象我们也不得而知。

二、最慢的速度是什么?

地球上运输速度最慢的物体到底是什么,发现有两个答案非常开眼界,直接搬运过来。

【最慢的机器】

美国艺术家Arthur Ganson发明了一种“动态雕塑”,也就是变化速度很慢的机械,其中有个代表作:Machine with Concrete,通过一系列降速马达在旧金山科学探索博物馆(San Francisco Exploratorium)展出:

机器有一个马达带动,马达带动着齿轮组运动。

中间有一堆减速齿轮组。

终点是一个跟混凝土石块结合在一起的齿轮。

最后这个齿轮完成一周的时间是——2万亿年...换句话说,它的转速是0.000000000000000000951 RPM

问题是你肯定马达能够运行2万亿年那么长时间吗?

【最慢的实验】

沥青滴漏实验(Pitch drop experiment)的目的是为了测量极高黏度沥青在室温环境下的流动速度。这个实验由澳大利亚布里斯班昆士兰大学(university of queensland)在1927年开始进行。当时的汤玛士·帕奈尔教授把一些沥青放进一个封了口的漏斗内,至1930年,漏斗封口被剪开,沥青开始缓慢流动。每一滴高黏度沥青需经近十年时间,方能滴进漏斗下方的烧杯之中,第一滴沥青于1938年12月滴出。

时至今日,这个实验还在进行中,并已滴出九滴沥青,最近一滴沥青于2014年4月20日滴出。

实验的结果显示沥青的黏度大约是水之千亿倍,这个很有用啊,老蒋认真记住了。而且告诉有兴趣持续关注该实验的朋友们一个消息:

1988年以前,实验周围的环境没有特别控制,因此其沥青流动速度会因温度的变化而改变,但第7滴之后装了冷气使温度固定。因此滴落速度变成,大约12-13年一滴...

谢天谢地,80后的小编还有机会看到几滴吧。以后祝人长寿可以说:

您一定能看到第十x滴...

三、最慢的星系

星系间的运动是相对的,也是绝对的,它们互不干扰却又彼此联系。都是以肉眼不可察觉的快速的状态运行,其速度之快让你连残影都扑捉不到。那是不是所有的单独星系个体都在发生移动呢?移动速度一样吗?有没有快慢呢?等诸多问题让研究者想进一步地去发现。

近些年,美国的一名著名研究者发现星系个体虽然运行的很快,但并不是每一个星系个体都在高速移动。

他经过了长达两年半的时间,借助于天文望远镜观通过观测M31星系,在周围测到一个形似“陀螺”的星系,研究者为了测量他的移动速度除了借助一台高端的天文望远镜还要考虑到地球围绕太阳,太阳围绕银河系的运动,并且根据“陀螺”相对于地球横向移动是每年三十角微秒,得出它三维移动的数据。

它直径大约为五十光,与地球相距大约为240万光年,运行速度一年之内只能旋转0.008°,他移动的速度只有蜗牛行驶速度的1%,研究者还为这一个非常特别的星系命名为——M33漩涡星系。










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自然界是一个有机的整体,其中既存在着作为物理对象的物体,又存在着作为物理背景的空间。于是,在我们的宇宙中,每一个物体的运动都会受到空间的影响,其运动的最小速度和大速度都会受到空间的限制??。

因此,每一个物体的外在能量,都有两种不同的存在形式。其一,是相对于自身的动能;其二,是相对于空间的势能。

对于宏观物体来说,由于其受到空间量子的碰撞??是对称的,因而可以保持与空间的相对静止。而且,质量越大的物体其受到外力的影响就越小。于是,其相对于空间速度近似为零的概率也就越大。只有在高速运动的情况下,宏观物质才会明显地感受到空间的束缚,使其能量的增加主要以相对于空间的势能为主,表现为其速度与其能量的增减无关。

对于微观粒子而言,由于它们的质量和体积都非常小,这一方面会受到空间不连续的影响即受到空间量子的不对称碰撞,使其具有无规运动,即其最小的运动速度是大于零的;另一方面,微观粒子需要较大的速度才能够感受到空间的限制,从而使其能量的增加以相对于空间的势能为主。

通过对上述不同尺度的物质所进行的对比,可以使我们认识到,质量越大的物体,则其最低的速度就越小;反之,质量越小的物体,则其产生空间效应所需的速度就越大。因此,质量与最小速度和质量与最大速度都是成反比的关系。

由于普朗克常数h的普遍存在,而且该常数的物理量纲是粒子的角动量,具有相对于粒子能量的不变性;说明在我们的宇宙中,存在着不可再分的最小粒子即量子。

由此,我们获得了一个有机的量子宇宙观:基态的量子构成空间,受到激发的量子成为光子,由高能量子组成的封闭体系就是物质。

所以,光子是宇宙中最小的粒子,因而其在宇宙中的运动速度是最大的。因为,空间对其运动的约束是最小的。

由此,我们可以反向推论,宇宙中最大的物体,其受到空间量子碰撞的对称性和空间对其运动的束缚都是最大的,从而其最小的速度和最大的速度都是最低的。

在现实的世界中,由于不存在质量和体积等于零或无穷大的物体;因而,在我们的宇宙中,不存在速度为无穷大或为零的情况。只是,从极限的角度来说,巨大物体的运动速度相对于空间而言是趋近于零的,其将最大限度地与空间保持一致。

由此,我们得到了马赫的相对性原理,即空间的分布与大物质的状态相一致。在我们的宇宙中,如果星系团是最大的物体,那么其与空间的状态最为接近,即其相对于空间的运动速度是最小的,该速度趋近于零。

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单说速度,光速并不是宇宙最快的速度,像量子纠缠的速度和空间膨胀的速度都远远大于光速,光速只不过是信息和能量传递的最高速,是静质量不为0的物质运动的最大极限速度。

至于最慢速度,这要分两种情况讨论,因为速度是个矢量,有大小,有方向。

第一,如果题主的意思,速度指的是大小――速率。

这很有可能,因为题目提到了速度“快慢”,那这个最慢速度就是静止。任何非生命物体都能达到,都有静止的时候,当然这个静止都是相对而言。也就是说,宇宙中最慢的速度随处可见。如果你觉得太平淡普通了,不太满意,不要紧,我再给你举两个特别神奇的例子。

根据狭义相对论可以想象这样一个场景:一个相对于地球以极为接近光速运动的飞船里有一个人端着杯子喝水,动作自然流畅,没有任何停顿;

可在地面的观察者看来,飞船里的人端着杯子喝水的动作极其缓慢,几近凝滞,也许地球上过去了几年、几十年了,飞船里的人仍然没有把端着的水杯放到嘴边,你说速度慢不慢?

且飞船速度越接近光速,飞船里的人喝水的速度越慢,当然飞船里的人看地面的人动作也慢。

根据广义相对论还可以想象这样一个场景:一个宇航员接近黑洞视界,不慎被吸过视界掉入黑洞,

在这个人看来,这个过程非常快,自己以很快的速度掉入黑洞中心。那在相对黑洞较远的地球观察者看来又怎样呢?由于黑洞引力的作用,时间变得极度膨胀,因此在地面的观察者看来,在接近黑洞视界的过程中,宇航员的动作越来越慢,当跨过视界的瞬间,宇航员的动作被永远定格在视界之上,动作永远静止了。

第二,如果题主的意思,速度不只指大小,还指方向。

如果规定一个方向为正方向,那反方向即为负值,它的绝对值越大,意味着速度越“慢”。最慢能有多慢?人打开手电筒,人们会说,光束对于人是光速;

可是虽然速度是相对的,但反过来不能说,人对于这束光是负光速,因为光不能做任何物体运动的参照物。因此,物体只能以近光速物体为参照物,从这个意义上说,最“慢”的速度为近光速速率的负值,即>-2299792458米/秒。

当然,这种前提下还有一种情况,那就是上面提到过的宇宙空间的膨胀速度。根据哈勃定律星系相互之间距离在140亿光年左右,膨胀的速度就超光速了。我们当前的可观测宇宙直径为930亿光年,是个以地球观测者为中心,半径为465亿光年的球体空间。

经计算,可观测宇宙边缘处相对于地球的膨胀速度大约为3.2倍光速,如果把这端边缘的速度设为正值,那可观测宇宙另一端边缘的速度即为负值,其速度为-3.2倍光速,则两端边缘的相对速度为6.4倍光速,也就是说,可观测宇宙另一端相对这端速度,最“慢”可达到-6.4倍光速。

应该注意的是,宇宙中除了光速,其他的速度都需要参照物,速度是个相对的量,因此在比较速度大小时,应注明参照物。

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谢邀。

都说光速是宇宙中最快的运动速度,物体不可能以比光速还快的速度运动,那么,宇宙中有最慢的速度吗?宇宙最慢速度会是多少呢?

在物理学中,速度是一种相对的概念,速度多快取决于参照系的选择。例如,我们通常会说房子是静止的,这是因为我们习惯以地面作为静止参照系。如果以太阳作为静止参照系,那么,房子绕太阳的运动速度可达30公里/秒。如果以银河系中心作为静止参照系,那么,太阳还会带着地球上的房子以220公里/秒的速度在银河系中飞奔。

那么,宇宙中是否存在一个绝对静止的参照系呢?

这个问题早已经被迈克尔逊-莫雷实验所解答,宇宙中并没有绝对静止的空间。宇宙中的一切静止都是相对而言的,而运动是必然存在的。既然没有绝对静止,也就没有宇宙最慢速度的概念。

宇宙中的参照系都是平权的,没有哪个参照系处于更优先的地位。但换个角度来说,对于处在各自静止参照系中的物体,它们都是宇宙中最慢的物体,它们的速度为零。

另一方面,从温度定义的角度来看,温度越低,速度越慢。因为粒子热运动使物体有了温度,所以温度越低,粒子的平均动能越小,速度也就会越慢。但根据相对论和量子力学,绝对零度是达不到的,绝对静止是不存在的。

在宇宙中所有的速度中,只有光速最为特殊。其他速度的大小与参照系的选择有关,但光速的大小却不取决于参照系。麦克斯韦推导出了如下的真空光速公式:

其中ε0和μ0都是与真空有关的常数。上述公式没有体现出任何的参照系选择问题,这意味着真空光速相对于任何参照系都是相等的。无论是相对于地球表面,还是相对于太阳,或者是相对于银河系中心,从一艘太空飞船上发出的光,都是以相同的光速运动。虽然其他运动速度都是相对的,但光速是宇宙中已知唯一的绝对速度。

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我们常说光速是宇宙中最快的速度,其实关于宇宙中极限速度的原话,已经被我们传来传去,以至于简化到了错误的地步,其实正确的说法是:宇宙中信息传播最快的速度等于真空中的光速。也就是说,宇宙并没有限制最高速度,而是以信息为载体的粒子,当然也包括光子,在宇宙中的最高速度不能超过299792458米/秒,所以宇宙中就存在一些不传播信息的高光速现象,例如:量子纠缠啊、宇宙加速碰撞啊、甚至你也可以认为还有人的思想。

以上这些都是典型的超光速现象,而且比光速要快的多,但它们并不违背现实中的物理学,因为不管它们以对快的速度运动,都不能传递任何信息。即使你的思想能瞬间想到银河系、然后又瞬间回到地球,但你要想把你的想法高速别人,最快的方式就是打电话了吧,但这也低于光速。了解了宇宙中最快的速度,我们接下来就说,宇宙中最慢的速度!

要说最慢的速度!其实就是要在宇宙中找出一个绝对静止的物体,这样的物体存在吗?还确实存在,大爆炸就给宇宙一个在本地空间区域内普遍的静止参考系。

你可能会想,我要是相对于周围的一切物体都静止不动,那这不就是0速度了吗?这应该就是最慢的速度,确实你只要待家里不动,你相对于你的身边的床、桌子、房间、附近的楼都是静止的,但是在街上行驶的汽车和人,会认为他们没有动是你的在动,其实他们的说法也是正确的,因为运动是相对的,取决于你所选的参考系。

如果以地球为参考系,我们就是静止不动的,但是在太阳系的尺度上,地球不仅在自转还在不停的公转,其中自转速度在赤道处达到了1700公里/小时,这个速度乍一看很快,其实并不快,换算成秒就变成了0.5公里/秒,而且在太阳系中有很多的行星都比地球自转要快。除了自转地球还在绕着太阳以30千米/秒的速度公转,这个速度要比自转大得多。以上只是在我们的太阳系。

如果放在银河系尺度上,太阳也不是静止不动的,他也会以220公里/秒的公里绕银河系中心转动,所以选取不同的参考系我们的运动速度以及方式是不一样的。下图就是我们在银河系中的运动。

那么银河系呢?他除了自转以外是静止不动的吗?也不是,银河系也会受到附近星系、星系群和星系团的引力影响在宇宙中运动!其他星系也会因为引力的原因都在运动。

所以到了星系的尺度,我们选取不同的星系作为参考系,那么银河系的运动情况就是不同。所以我们要想知道银河系究竟在宇宙中是怎样运动的,那么我们就要找到对所有星系所在空间来说绝对静止的参考系。

上个世纪我们认为,宇宙中充斥着一种绝对静止的物质,它是光传播的媒介,最后迈克尔逊-莫雷通过观察地球相对于以太的运动对光速传播的影响,证实了绝对静止的以太是不存在的,光在空间的传播是不需要任何介质的。现在我们就要再次找到一种充满全空间的“介质”,它们作为一个整体相对于本地空间区域内的一些物质都是静止的。

相信你已经想出来是什么了!它就是宇宙大爆炸留下的余晖:微波背景辐射。它是宇宙诞生后发出的第一缕光,并且均匀的充斥着全宇宙的空间,任何物体的运动都会穿过微波背景辐射。

我们在刚发现这种原始的波动时,由于当是测量设备的局限,发现微波辐射的波动在全天空都是一样的温度,大约在3K左右,并没有发现任何波动。随着后来WMAP卫星和普朗克卫星的升空,我们将微波背景的温度精确到了2.725K。并且发现了其中大小尺度上的微小波动,大约为100微开尔文。并且还发现了以下的异常:

微波辐射在全天空的范围内表现出了,一半热一半冷的情况!红色部分是2.728 K,而蓝色部分是2.722 K,中间温度相差了0.006K,虽然很小但是比平均波动大了近100倍。这种异常的现象,绝对不是宇宙真的是一半热而另一般冷。造成这种现象的原因正是由于我们地球、太阳系、甚至是星系在宇宙中运动的结果。我们知道多普勒效应,向光源移动的时候,光的能量就会增加,远离时能量就会减小。通过多普勒效应,我们也计算出了,地球相对于微波背景辐射的运动速度为627±22千米/秒。

这是速度也是地球相对于整个宇宙空间的净速度,不管之前地球在太阳系、银河系、本星系群、星系团中以怎样的速度运动,它相对于宇宙就是这个速度。

那么微波辐射充斥着整个空间,它相对于整个宇宙就是静止的,所有的星系都在相对于微波背景运动,而微波背景相对于所有惊喜都是静止的。当然宇宙也在膨胀,但微波背景也会跟着整个空间一起膨胀,虽然微波背景自身在不断的变大,但作为一个整体是静止的。除非存在多元宇宙,而我们的宇宙也有自旋,也在一个更大的母宇宙中运动。但这只是猜测,并没有证实,我们也没有发现我们的宇宙在整体运动。

所以综上所述,微波背景作为一个整体,它是静止不动的,而且可以作为宇宙中一个普遍的静止参考系。告诉我们地球在宇宙中是怎样运动的。这里我在强调一点,微波辐射中的光子也在以光速运动,上面说的是整体的微波背景。

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有的,世界上最慢的速度就是涨工资的速度。

开个玩笑。

从科学的角度而言,好像还真没有“宇宙最小速度”这类说法,但如果非要去分析,就会发现答案会十分颠覆你的认知。

沥青滴落之类的事情远远谈不上宇宙最小速度,它甚至还不如钟乳石生成速度慢。而且它们的“慢”也只是相对于地球而言的,相对于太阳,沥青和钟乳石的速度高达30公里每秒。

这就让我们有了思考的方向。

如果按照常规思维来理解,宇宙最小速度应该就是无限趋近于静止的速度,那么它应该就属于一个几乎静止却并不静止的东西,可是问题就出现了——它相对于什么参考系趋于静止呢?

相对于火车静止的东西,相对于地面并不静止;相对于地球静止的东西,相对于太阳也并不静止。

这说明我们不能按照常规思维来理解,况且相对论也告诉了我们,速度是不能用常规思维来理解的,一提到相对论,答案就渐渐浮出了水面:要达到宇宙最小速度,就必须无限接近于光速。

无限接近宇宙最大速度的物体,竟然有宇宙中最慢的速度?这听上去实在不可思议,然而从时空膨胀理论来看,事实的确就是这样。

为什么这样说呢?

首先,光速是宇宙中唯一绝对的速度,也就是它相对于任何参考系都不变,这是众所知周的光速不变原理。无论对于最快速度和最慢速度而言,“不变”都是必要前提。

其次,就如前文说说,最慢的速度就是无限趋近于静止。

明白这两点之后,我们就可以从光速不变原理的第五解——时空解,也就是相对论的时间膨胀理论来进行分析。

我们已知,在速度越快的物体上,时间流速就越慢(这一点是毋庸置疑的,无论卫星时间还是现实中的实验均已证实了),而按照时间膨胀公式的计算,在速度远低于光速时,这一效应可忽略不计;在速度接近光速时,这一效应十分明显;速度达到光速时,时间就静止了。

时间静止表示什么?

如果是一艘飞船,时间静止就表示相对于外界,飞船上的一切事物全!都!!静!止!不!动!了!

并且根据光速不变原理,光速飞船相对于任何参考系都是光速,也就表示飞船上面的事物相对于任何参考系都是静止不动的。

例如光速飞船上的一块表无论相对于地球、相对于太阳、还是相对于一艘与它并列前进的光速飞船,这块表的指针都永远停留在原点。

如果我们将两艘并列前行的飞船视作一体,就会发现光速飞船即便相对于自身参考系也仍然是光速——它的时间相对于自己都是静止的。

这就说明我们只能在光速飞行的物体上才能找到绝对静止的状况,换一种理解方式,以光速飞行的物体其自身是无法感受到时间流逝的,自然也无法产生任何变化——这也正是光速不变的原因所在。


现在,你提的这个问题立刻就明朗了:如果飞船没有达到100%光速,只是无限接近于光速,那么飞船的时间就只是无限接近于静止,飞船上的事物也就同样是无限接近于静止。

无限接近于静止的事物,不正是以宇宙中最慢的速度在变化吗?

因此,在趋近于光速的物体上,具有宇宙中最慢的速度


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最慢速度无疑就是静止了。相对静止很容易做到,人站着不动相对地球就是静止的,但要达到绝对静止是无法做到的。



如何看待速度?

速度与运动脱不了关系,判定速度取决于如何选取参照系,因为所有的运动都是相对运动,所以所有的速度也都是相对速度。

但代表宇宙中最高速度的光速却除外。光速不以参照系选取的变化而改变,为何如此?并没有明确的回答。但在物理学上,光速是用于度量时空的,因为光速不变才有了相对的时空观,也就是说,在高速环境中,光速是不变的,而时空是变化的。

而在低速环境中,我们判定某个物体的运动速度,实际上都是以时空中的某一点为参照物。同时宇宙是在膨胀的,这种膨胀在日常小尺度上无从感知,在宇观大尺度上却异常明显,这也会导致时空在宇观大尺度上不均匀性畸变。

因此从选取参照系角度来说,判定事物静止是很难做到的,除非它跟随宇宙一同膨胀,有这样的事物吗?



有,就是宇宙背景辐射,宇宙诞生之初第一束光的余晖。它永远与宇宙同频,相当于相对整个宇宙都是静止的。

因为它属于辐射,所以必定有温度,目前的测值是2.7K。随着宇宙的继续膨胀,这个值也势必越来低,无限趋近于0K。

绝对零度与绝对静止

上面是从宏观上来看速度为零这件事,如果再从微观上分析,事实上在我们这个宇宙中,要达到速度为零的绝对静止,其代价与把有质量的物体加速到光速一样,需要消耗无穷大的能量。

分子如果绝对静止,分子热运动就为零,也就是我们说的绝对零度:-273.15℃。这是一个无法达到的理论温度,一切原子、分子的运动在这个温度将会停止,也就是速度为零。



-273.15℃或者说0K,在某种程度上就等同于物质的最低速度,它与光速一样属于无法达到的理论值,就像真理一样,我们可以无限逼近它,但就是触碰不到它。

科学家一直试图接近绝对零度,甚至在实验室里创造出了比宇宙背景辐射更低的温度。其基本原理就是通过尽量降低分子运动,从而向绝对零度逼近。

宏观低温,微观低速的另一番景象

当物质接近这个下限温度时,会出现一些不可思议的现象。比如,大部分金属的电阻值将变为了零,也就是我们所说的超导体。另外,液氦在低于2.2K的温度时,会突然变为一种超流体,这比超导体更有为奇特。

超导体是电阻为零,而超流体是液体内的“黏性阻力”变为零,变得毫无摩擦力。在这种状态下,液氦可以通过直径仅10^-5cm的微管,真正的无孔不入,且会像有生命一样沿容器壁向上爬升。



从根本上来说,这是因为氦原子属于玻色子,而玻色子不用遵守“泡利不相容原理”(即在费米子组成的系统中,两个或两个以上的粒子不能完全处于相同的量子状态)。

在极限低温下,作为玻色子的氦原子可以全部挤在同一量子态中,和激光有点类似。整个液氦可以看成一个宏观的大原子,而以上说的所有神奇现象,都是源于这种量子态,也称为玻色-爱因斯坦凝聚态。

即是玻色子原子在冷却到接近绝对零度所呈现出的一种气态的、超流性的物质状态(物态)。1995年,麻省理工学院的沃夫冈·凯特利与科罗拉多大学博尔德分校的埃里克·康奈尔和卡尔·威曼使用气态的铷原子在170 nK的低温下首次获得了玻色-爱因斯坦凝聚。在这种状态下,几乎全部原子都聚集到能量最低的量子态,形成一个宏观的量子状态。

虚妄的绝对零度

虽然绝对零度是绝对无法达到的,就像超光速无法实现一样。

绝对零度意味着冻结万物,真正的万物皆静,没有时间还意义,可以说连时空都冻结了。不仅如此,你想下电子一旦静止了,原子也就崩溃了,物质必然消失,最后只剩一个空荡荡的宇宙?不,宇宙都不会存在。以爱因斯坦“物质与空间相互依存”的观点来看,没有不存在于空间中的物质,也不存在没有物质的纯粹空间。物质的真正消亡,必将伴随着空间的消除。

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有。宇宙大空洞中温度永远是-273.15C°,可以认为是静止的,空洞是宇宙五极之一叫冷极。

人类居住在一个泡泡里,一个泡泡就是一个真空团,泡泡外部就是宇宙大空洞。空洞由纯引力子填充,连一个光子都没有。

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宇宙的绝对速度只有下限,并不存在上限。下限就是绝对静止,而上限可能永远找不到边际!

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目前已知最快的速度是光速,最慢的速度是什么?

回想一下,所有的运动都是相对的。所以,如果你是参考点,那么你就以最慢的速度移动。你的参照系是什么? 在我看来它毫无意义。因为如果你考虑宏观尺寸,那么可以肯定的是,桌子上的一支笔就在桌子上。它的速度为零。似乎是这样!如果我们放大笔的边缘,我们开始看到极端的共同之处。分子疯狂地运动,这根本不是停止!现在假设我们成功阻止了那些分子不让其运动。制造原子的电子似乎根本没有静止。但是现在我们已经进入了量子水平,速度不是一个有意义的概念。只有在这样那样的地方观察电子的可能性。

速度是相对的。桌子上的钢笔相对于桌子没有移动。路过的人可能会说这支笔没有动,因为它没有任何加速度。但是笔肯定会动。它和地球一起旋转,和地球上的其他东西一起围绕太阳旋转。所以笔相对于地球、太阳和宇宙的其他部分移动。我不知道这种规模的运动是否可能,因为我不确定宇宙是否有一个中心。

原子水平上的运动是基于温度的。钢笔的分子会一直移动。随着温度降低,电子变得不太活跃。电子移动的最慢速度是绝对零度。据我所知,没有人在实际实验中记录过这个温度,但理论上这是最慢的速度了。