【菜科解读】
-273.15℃,这个数字本身给我们的感觉并不是很小,但就是这样的数字我们人类也无法企及,只能无限接近。
这个温度就是我们常说的绝对零度,也就是0K。
但宇宙中的最高温却能达到1.4×10^32K,这个温度就是我们常听说的普朗克温度,它俩之间的差距为何如此之大?为什么绝对零度我们无法达到,为什么最高温度我们平时很少讨论?
要了解以上的问题,我们首先要了解下温度的概念。
在宇宙中,有些物理概念是物质的本质属性,例如质量、能量、自旋,就算没有人类物质也具有这些内在的性质。
但有些是人为规定的,例如今天要说的温度,它是人类规定出来测量物体内分子/原子平均动能(内能)的物理量。
如果没有人类,说不定外星人可以用其他的方式表示物体内所具有的内能。
换句话说, 温度就是物体内分子/原子随机运动和震动的结果,随机运动和震动的越剧烈说明分子/原子所具有的动能越高,表现出来的温度就越高,反之亦然。
拿一杯水来说,常温下25摄氏度,你滴一滴色素进去,颜色会相对缓慢的散开,而温度越高的水,由于内部分子随机运动的越剧烈,色素会散开的相对较快。
如果我们持续的给这杯水输入能量(加热),由于水分子所具有的动能会不断的提到,到达某一阈值,水分子就会挣脱水的束缚,从表面发生逃逸,这就是水的沸腾。
固体金属也一样,低温时原子被化学键键合在相对固定的位置发生震动,当温度升高时,原子由于获得了足够的动能,就会挣脱化学键,开始随机自由运动,这是金属就被液化,持续加热也会气化。
上文说了,分子/原子的随机运动和震动是产生温度的原因,所以一个物体内所包含的分子/原子只要静止不动,那就没有温度。
确实是这样,这也是我们对绝对零度的定义。
所以最低温就是0K,所谓的没有温度,换算成摄氏度就是-273.15,那为什么我们不能让一个物体达到0K呢?
也就是让物体内的分子/原子停止运动!这其实又涉及到了宇宙中一个本质的问题,量子力学是描述微观世界的一套法则。
人们发现微观世界存在本质的不确定性,组成物质的粒子其动能和位置不能同时确定,它俩测量的乘积一定大于普朗克常数的1/2。
因此物质粒子是不会停止运动的,如果停止它的位置会充满不确定性,如果位置确定,它的动能就可能是0到无穷大,这明显互相矛盾。
基于不确定性原理,所以人类无法创造出绝对零度的物体,只能无限接近。
看了上文你应该也知道了只要让物质粒子拥有越来越高的速度,那么它的动能也就越高,相应的我们测量它的温度就越高。
由于现实生活中的物质粒子都在低速状态下运行,所以我们就距离最低温度比较近,离最高温度比较远。
我们知道有质量的粒子无法达到光速,只能无限接近,那么这是不是就是最高温度极限的定义?并不是的,普朗克温度1.4×10^32K,指的是宇宙诞生后第一个普朗克时间(10^-43s)宇宙的温度。
在这个时期,宇宙中所有的能量都集中在一起,拥有着最高的温度,但是这时的温度会打破我们现有的物理法则,也就是说我们现在的物理法则在宇宙诞生的时候就会完全失效。
我们还拿一杯水说事,如果我们将这么水放在一个封闭的系统中给它持续的加热会发生什么?
当温度达到5500K时,水分子就会被完全破坏,如果持续的加热原子也会被电离,形成由原子核和电子组成的等离子体。
当温度达到80亿K时,粒子的碰撞会产生电子和正电子对。
当温度达到200亿K时,原子核就会被电离,分裂成中子和质子。
当温度达到2万亿K时,中子和质子也将无法存在,而会转变为组成它们的夸克和胶子。
(夸克禁闭只在低温状态下发生)
当温度达到2千万亿K时,这时的空间会产生目前已知所有的粒子和反粒子。
在这个温度下也会诞生希格斯玻色子,并停止与其他粒子发生相互作用。
也就是说当达到这个温度的时候,空间中所有的粒子都会变为无质量粒子,它们的行为更像是光子,并且以光速运动。
所以说,光速极限并不是限制宇宙最高温度的原因。
2千万亿K(2×10^15K)这个温度离普朗克温度(1.4×10^32K)还非常远,但是这个温度也足以打破我们现有的物理法则。
这个问题相信也不用多说,这是宇宙诞生时的温度,包含着整个宇宙的能量,我们人类如此渺小,如同尘埃一般,这个数字是我们可望不可及的。
如果我们能创造这样的温度,那么我们就有创造宇宙大爆炸的能力,我们就是造物主,我们可以为所欲为。
再说整个可观测宇宙的能量也是有限的,就算我们有一天可以牛到收集可观测宇宙的能量,也无法创造出整个宇宙诞生时的温度,毕竟目前大部分的宇宙都和我们失去了联系。
绝对零度感觉离我们很近是因为宇宙在大爆炸以后经过了138亿年的膨胀,已经冷却到了非常低的温度。
我们本身就生活在一个低速、低能量的宇宙中。
如果我们人类出现在宇宙诞生后的数秒钟,我们就会发现宇宙中到处都是高温,并且温度离极限温度非常近,各种物质粒子都在以光速飞行。
这时我们就会这样问,为什么宇宙中最高温度只有1.4×10^32K,而绝对零度却可以低到-273.15℃。
只能说我们生活的宇宙时代不一样而已。
未来的宇宙还会持续地冷却,会越来越接近0K。
为何波斯湾油气资源如此丰富?中东波斯湾一带是一个魔幻的盐之王国,这里的山川、海岛,甚至海底深处都藏着亿万年前演化形成的巨厚盐层。
这些盐来自5亿多年前,极度干旱的环境让海水不断蒸发,留下了厚达数千米的盐层。
亿万年之后,这层古老的盐把这片土地变成了世界石油王国。
石油就像一锅“远古生物大杂烩”。
大约1亿多年前的恐龙时代,那时的波斯湾是一片温暖的浅海,养分丰富,养活了无数生命。
海里的浮游生物死后,残骸沉入海底,再加上泥沙尘土掩埋,层层堆积压实,最后形成厚厚的、富含有机质的黑色岩层。
越往地下深处,温度越高,压力越大。
几千米深的岩层就像一口巨大的高压锅,把古生物遗骸闷在里面,慢慢“熬煮”——熬成了石油。
距今约3000万年前开始,阿拉伯板块与欧亚板块持续碰撞挤压,巨大的压力把地下盐层往上挤——形成一座座地下“盐山”,有的直接拱到了石油层上面,有的把石油层“裹”起来,就像给熬出来的石油盖上“大锅盖”。
可以说,没有这层5亿年的盐,就没有今天波斯湾的油。
既然是锅,就有“火候”的差别。
油气的形成,主要看埋藏深度、温度和时间。
越往深处,“火候”越足。
靠近“锅底”的地方,石油被“熬”过了头,高温裂解成天然气。
海峡西侧的北方-南帕斯气田,是全世界最大的天然气田,可开采储量约占全球天然气的五分之一,它产的天然气想出口,大多也要坐船往东穿过霍尔木兹海峡。
靠近“锅”中间的是石油形成的黄金地带,这里的石油汇聚成全世界最大的油田——沙特的加瓦尔油田。
从地下抽出后,经管道运到海边装上油轮,再穿过霍尔木兹海峡运往全球。
“锅”的上层按理说温度不够,本来不适合生油,但地下的石油会“跑”。
由于阿拉伯板块和亚欧板块的碰撞,在霍尔木兹海峡“头顶”挤出了一座山脉——扎格罗斯山脉。
岩层被挤压拱起,像一排排倒扣的大碗,地质上叫背斜构造。
地下深层的石油顺着压力往上运移,最终被“碗”兜住,重新聚成油田。
比如伊朗西南部的阿扎德甘油田,是伊朗近30年发现的最大油田,探明可开采储量60亿桶,正是典型的背斜油田。
更关键的是,板块碰撞前沿地壳向下凹陷,形成了巨型波斯湾盆地——整个中东的油气聚宝盆。
北边是隆起的山脉,西、南两面是陆地,只有东南角这一道豁口——霍尔木兹海峡通向外海,成为一道全球无法绕开的能源“窄门”。
在攻灭的过程中,元朝军队杀戮了大量汉族人。
在元朝灭掉南宋后,更是将以汉族人口为主体的南宋人列为最下等的百姓,通过苛捐杂税进行敲骨吸髓般的压榨。
按理说,对于这样的王朝,所有的汉族人都应该切齿痛恨,盼着它早早灭亡才对。
然而,当时的情况却并非如此。
灭掉元朝之后,出现了一种如今看来非常不可思议的现象:很多原来在元朝任职的汉族士大夫宁可自杀为元朝殉节,也不愿为大明新朝效力。
下面介绍的这两位是其中比较有代表性的。
一位名叫郑玉,字子美。
徽州歙县郑村人,理学家,曾在元朝至正年间做过翰林待制,奏议大夫。
这位郑玉先生一听说明军派人来邀请他出来辅佐朝政,立刻整理好衣服上吊自杀了。
死前还给自己的儿女留下遗言:宁死不做贰臣。
另一位名叫王翰,字用文,号时斋,安徽庐州(今合肥市)人,做过元朝的潮州路总管、福建行省。
明军进入福建后,他躲到山里隐居了起来。
明洪武十年,当地府县官员向举荐贤才时推荐了他。
但他决心不事二主,拒不奉诏入京。
当地官员强迫他去,他就在袖子里藏了匕首,半路自杀了。
死前还留下一首绝命诗,其中末尾两句写道:“寸刃在手顾不惜,一死了却君亲恩。
” 为改变这种局面,明朝洪武朱元璋专门下了一道圣旨,大意是:只要是汉族知识分子就必须为大明效力,否则就要被杀头、抄没家产。
严旨一下,这种风气才稍微好转一点。
这些汉族知识分子放着汉人建立的新朝不效力,却固执地愚忠于蒙古人建立的元朝,究竟是为什么呢?笔者认为元明易代之际出现这样的情况有两个原因:第一个原因是,当时的汉族知识分子已经在元朝统治下生活了百余年,产生了对元朝统治的认同感;第二个原因是,儒家忠君思想的不良影响导致这些汉族知识分子只知道忠于君主,却根本不管这个君主本身是否值得尽忠,说白了,就是一种奴性。