Orang Kanada tidak banyak yang boleh dibanggakan, tetapi kami dapat menenangkan anda dengan kemampuan kami untuk menahan suhu sejuk yang sejuk. Sekarang, saya tinggal di Pantai Barat, jadi saya lembut dan lemah, jarang mengalami suhu di bawah beku.
Tetapi bagi sebilangan saudara Kanada saya, suhu boleh turun ke tahap yang hampir tidak dapat difahami oleh minda dan badan anda. Sebagai contoh, saya mempunyai rakan yang tinggal di Winnipeg, Manitoba. Selama sehari pada musim sejuk yang lalu, suhu di sana turun -31C, tetapi dengan kincir angin, rasanya seperti -50C. Pada hari yang sama, ia adalah -29C yang sejuk di Marikh. Di Marikh!
Tetapi bagi para saintis dan Alam Semesta, ia boleh menjadi lebih sejuk. Begitu sejuk, sebenarnya, mereka menggunakan skala suhu yang sama sekali berbeza - Kelvin - untuk mengukur sejauh mana keadaan dari suhu paling sejuk: Zero Mutlak.
Pada skala Celsius, Zero Mutlak ialah -273.15 darjah. Dan di Fahrenheit, suhu -459.67 darjah. Walau bagaimanapun, dalam skala Kelvin sangat mudah. Zero Mutlak ialah 0 kelvin.
Pada ketika ini, seorang penjelasan sains akan terjun ke ladang ranjau penggunaan yang salah. Ini bukan 0 darjah kelvin, anda tidak mengatakan bahagian darjah, hanya bahagian kelvin. Kelvin sahaja.
Ini kerana apabila anda mengukur sesuatu dari sudut sewenang-wenangnya, seperti arah yang baru anda putar, anda telah menukar arah 15 darjah. Tetapi jika anda mengukur dari titik mutlak, seperti suhu fizikal terendah yang ditentukan oleh alam semula jadi, anda akan menurunkan darjah kerana itu adalah mutlak. Sifar Mutlak.
Sudah tentu, saya mungkin salah juga. Barang ini sukar.
Bagaimanapun, kembali ke Absolute Zero.
Zero Mutlak adalah suhu sedingin mungkin yang secara teorinya dapat dicapai. Pada ketika ini, tidak ada tenaga haba yang dapat dikeluarkan dari sistem, tidak ada kerja yang dapat dilakukan. Sudah mati Jim.
Tetapi ia benar-benar teori. Amat mustahil untuk menyejukkan sesuatu ke Absolute Zero. Untuk menyejukkan sesuatu, anda perlu melakukan kerja untuk mengeluarkan haba daripadanya. Semakin sejuk anda, semakin banyak kerja yang perlu anda lakukan. Untuk sampai ke Absolute Zero, anda perlu membuat banyak pekerjaan. Dan itu tidak masuk akal.
Seperti yang mungkin anda pelajari di kelas fizik atau kimia, suhu gas diterjemahkan kepada pergerakan zarah-zarah dalam gas. Semasa anda menyejukkan gas, dengan mengeluarkan haba daripadanya, zarah-zarah menjadi perlahan.
Oleh itu, anda akan berfikir bahawa dengan menyejukkan sesuatu ke Absolute Zero, semua pergerakan zarah dalam sesuatu itu akan berhenti. Tetapi itu tidak benar.
Dari sudut pandang mekanik kuantum, anda tidak akan dapat mengetahui kedudukan dan momentum zarah pada masa yang sama. Sekiranya zarah-zarah berhenti, anda akan mengetahui momentumnya (sifar) dan kedudukannya ... di sana. Alam Semesta dan undang-undang fiziknya tidak boleh membiarkannya terjadi. Terima kasih Prinsip Ketidakpastian Heisenberg.
Oleh itu, selalu ada sedikit gerakan, walaupun anda boleh sampai ke Absolute Zero, yang tidak boleh anda lakukan. Tetapi anda tidak dapat mengeluarkan haba lagi.
Ahli fizik Robert Boyle adalah orang pertama yang mempertimbangkan kemungkinan ada suhu serendah mungkin, yang disebutnya sebagai frigidum primum. Pada tahun 1702, Guillaume Amontons membuat termometer yang dikira akan turun pada -240 C. Cukup dekat, sebenarnya.
Tetapi Lord Kelvin, yang menciptakan skala mutlak ini pada tahun 1848, mulai dari -273 C, atau 0 kelvin.
Dengan pengukuran ini, walaupun dengan angin kincir angin, Winnipeg adalah 223 kelvin yang nyaman pada hari musim sejuk itu.
Permukaan Pluto, di sisi lain berbeza dari 33 kelvin rendah hingga tinggi 55 kelvin. Itu -240 C hingga -218 C.
Suhu latar belakang purata di seluruh Alam Semesta hanya 2.7 kelvin. Anda tidak akan menjumpai banyak tempat yang sejuk, melainkan anda keluar ke ruang kosong kosmik yang memisahkan kelompok galaksi.
Seiring waktu, suhu latar belakang Alam Semesta akan terus menurun, tetapi sebenarnya tidak akan mencapai Absolute Zero. Walaupun pada tahun Googol, ketika lubang hitam supermasif terakhir akhirnya menguap, dan tidak ada haba yang dapat digunakan di seluruh Alam Semesta.
Sebenarnya, ahli astronomi menyebut masa depan yang suram ini sebagai "kematian panas" Alam Semesta. Ini adalah kematian panas, seperti dalam, kematian semua panas. Dan kebahagiaan.
Anda mungkin terkejut mengetahui bahawa suhu paling sejuk di seluruh Alam Semesta ada di Bumi. Baik, kadang-kadang, bagaimanapun. Dan dengan menganggap makhluk asing tidak mempunyai teknologi yang lebih baik daripada kita, yang mungkin mereka lakukan.
Pada masa saya merakam video ini, ahli fizik telah menggunakan laser untuk menyejukkan gas Rubidium-87 menjadi hanya 170 nanokelvin, pecahan kecil di atas Zol Mutlak. Sebenarnya, mereka memenangi Hadiah Nobel atas kerja mereka dalam menemui kondensat Bose-Einstein.
NASA sebenarnya sedang mengusahakan eksperimen baru yang disebut Cold Atom Lab yang akan menghantar versi teknologi ini ke Stesen Angkasa Antarabangsa, di mana ia harus dapat menyejukkan bahan hingga 100 picokelvin. Itu sejuk.
Berikut adalah cara pengambilan anda. Zero Mutlak adalah suhu sedingin mungkin yang tidak dapat dicapai, titik di mana tidak ada lagi tenaga haba yang dapat dikeluarkan dari sistem. Jangan sekali-kali mengatakan darjah kelvin, anda akan menyebabkan banyak kejutan. Alam Semesta belum dapat menandingi kemampuan menghasilkan sejuk kita ... belum. Ambil Alam Semesta itu.
Saya ingin mendengar suhu paling sejuk yang pernah anda alami. Bagi saya, ia mengunjungi Buffalo pada bulan Disember. Itu tidak betul.
Podcast (audio): Muat turun (Tempoh: 6:54 - 2.4MB)
Langgan: Podcast Apple | Android | RSS
Podcast (video): Muat turun (Tempoh: 6:56 - 90.4MB)
Langgan: Podcast Apple | Android | RSS
