絶対零度

質問

絶対零度というのは、分子の振動が止まるはずと言う理論上の値と聞きました。　そして、音や熱などは振動の伝播だとも聞きました。　そしたらなぜ、地球には宇宙線が降り注いでいるのですか？　また、宇宙空間である限られた空間ないに物質が0になった時、その場所の温度は、絶対零度と考えてもよいのでしょうか？

回答No.2

ryumu · ベストアンサー

たぶん宇宙線を一般の波として解釈しようとしたことによる誤解もあると思います。普通、波は媒体を必要としますからね。

deagleさんのいうとおり、宇宙空間に物質はあります。しかし極めて低濃度なので、極めて温度が低くなります（低濃度であることは圧力が低いことを意味し、圧力は温度に比例するので；気体の状態方程式）。従って、宇宙空間では振動を伝搬する媒体はほとんどないことになります（ですから太陽の熱は地球には届いていないはずです。太陽から発せられる電磁波のうち赤外線が地球上の物質に衝突することで熱に変換されてると思います。）。つまり、宇宙線は媒介を必要とする振動ではないのです。

宇宙線の主成分は陽子だそうで、他の粒子もあります。粒子が地球に降ってくるのはいいでしょ？
また降り注いでいるのには電磁波もありますが、電磁波は真空中を通過します（光も電磁波）。この現象は、電磁波を粒子として解釈すると分かりやすくないですかね？？　電磁波は質量０の粒子です。

あと、素粒子は零点エネルギーのために、絶対零度でも運動は止まりません（零点振動）。絶対零度で運動は低下しますが、もし止まってしまうと位置と運動量の同時決定が可能ということになり、これは量子力学の不確定性原理により禁止されるからです。ちなみに原子において、正電荷の原子核に負電荷の電子が落ち込まないのはこの不確定性原理ためです。

あと、deagleさんのいうとおり、温度は分子運動によるものですから、真空中では温度の定義が成り立たないと思います。ただ、真空とはエネルギーが０の”場”なので、温度に換算すると絶対零度といってもいいんじゃないですかね。ちなみにこの真空の場も零点振動で”ゆらい”でいます。電磁波（実は粒子も）が真空を伝わるのは、この場のゆらぎのためです。

お礼

解かりやすい回答ありがとうございます。電磁波を粒子と考えると言うのは、光の粒子性という性質から来てるんですよね。この回答を読んで単純に物質が絶対零度になると言う事は、やっぱりないのかなとおもいました。でも、宇宙空間を波が伝播するという事は、よくわかりました。

回答No.3

ARC

「宇宙空間」の温度って、絶対温度で3度らしいですね。
夜空の光度を観測しまして、そこから星とか月の放つ光度を引いてやると、宇宙は一面にうっすらと輝いているらしいです。(背景輻射)
このエネルギーを観測すると、3度になるんだとか。(ロケットの発明後、実測でも確認されたそうです。)

で、この温度、実はビッグバンの残り火なんだって考えられているそうですね。

回答No.1

noname#25358

宇宙空間が絶対零度じゃないからです。宇宙にはちゃんと物質がふよふよ浮いてますし（具体的には、ほとんどが水素ということになっているらしい)、温度だってあります。具体的に何度だったかは忘れましたが。
　でないと太陽の熱も地球には届かないことになってしまいますからね。

　で、物質がゼロになったとき、つまり真空状態では、温度という概念そのものがなくなってしまいますので、真空状態の空間によって遮断された２つの空間では、温度の行き来そのものがなくなってしまいます。
　魔法瓶の中のお茶がいつまでも温かいのはこのためです。