为什么温度能够达到1.4亿亿亿亿度,最低仅-273.15度呢?

太空奥秘 2024-05-21 10:57:35

温度是表示物体或系统的冷热程度,也就是‬物体‬内‬分子‬热‬运动‬强度‬的‬物理量,那么‬知道‬在宇宙中‬温度上限‬‬‬可以‬达到‬多少度‬‬‬,最低‬下限‬可以‬降至‬多少‬度‬吗‬?

理论来说‬上,温度其实‬没有上限,它可以‬达到任意高度‬。因为从‬‬微观世界‬来说‬,‬衡量‬温度‬是‬粒子‬运动‬的‬‬剧烈‬程度‬,也就是‬粒子‬运动‬越快‬,温度‬就‬会‬越高‬。而这种运动可以随着能量的增加而增强。

在狭义相对论的框架内,虽然有质量的粒子不可能‬达到光速,但它们的动能可以无限增加。当‬粒子的运动速度无限趋于光速时,其动能也会趋于无穷大,因此温度也会随之趋于无限高。

不过‬在宇宙中温度并没有‬达到过‬无限高,因为‬温度‬不存在‬上限‬,也‬仅仅‬是‬理论‬而言‬‬,‬目前‬‬人类‬已知‬可寻‬的‬最高温度,便‬是‬出现在138亿年前宇宙诞生的最初时刻,即宇宙大爆炸开始的第1个普朗克时间中宇宙的温度,也称普朗克温度,科学家‬根据现代‬宇宙‬模型‬‬理论‬计算,在‬大爆炸‬的‬那一刻‬,其‬温度大约‬‬达到了‬1.4亿‬亿‬亿‬亿‬度‬左右‬‬。

在这一温度下,起初‬宇宙中的一切物质、原子和基本粒子‬都‬还‬不‬存在‬,并且‬已知的四种基本力也‬还‬‬统一在一起。之后‬随着‬空间‬的‬不断‬膨胀‬温度‬下降‬,宇宙中‬便‬再也‬没有‬出现‬过‬如此‬高‬的‬温度‬。

说完宇宙的最高温度,接下来我们说说温度的下限。温度虽然没有上限,但是它却存在一个理论下限,也就是绝对零度,即-273.15摄氏度。不过绝对零度是我们永远不能触及的,之前‬我们‬说到‬,物体‬的‬温度都是由内部粒子热运动决定的。粒子的热运动越剧烈,平均动能就‬越大,那么‬宏观物体的温度就越高。相反,当粒子热运动趋于停歇时,温度就接近绝对零度。‬

而‬根据‬量子力学认为,构成宇宙万物的各种微观粒子都拥有不确定性,其位置和动量永远处于变化之中,并且‬永不停止‬,也就是‬说‬‬量子力学‬的‬不确定性原理禁止绝对静止的状态,‬‬‬‬‬‬如果‬说‬粒子‬一旦‬停止‬,其‬位置‬和‬动量‬将被‬确定‬,这‬显然‬违背了‬量子力学‬的‬不确定‬性原理‬。

同时‬根据热力学第三定律认为‬,“绝对零度永远无法达到,只能无限接近,因为任何空间必然存在能量与热量,。因此绝对‬零度‬我们‬永远也‬‬无法‬触及‬的!

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