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【量子力学|宇宙的温度下限是绝对零度，那么宇宙是否存在温度上限吗？】温度应该是人类最关注的自然气象之一 ， 很多人习惯于前一天晚上看天气预报 ， 可以了解第二天的温度以及降雨情况 ， 这样就可以适当的进行加减衣物 。 还比如最近两年疫情闹的我们 ， 对于自己的体温都十分关注 ， 就怕高过37摄氏度 。
不知道大家是否思考过这样一个问题 ， 对于整个宇宙来说 ， 例如太阳像一个炽热的大火球 ， 它的表面温度可以达到5500摄氏度 ， 而像太阳系的边疆冥王星 ， 其表面温度可以低至零下200摄氏度 ， 不仅仅是水结冰了 ， 就是氮气都结冰像雪花一样落下来 。 那么宇宙中温度有上下限吗？
温度是什么？
从宏观的角度来讲温度就是物体表面的冷热程度 ， 例如热水袋就给人很温暖的感觉 ， 而冰雪摸起来就是非常寒冷的 ， 当然这个里边也涉及到一个热量的传递 ， 正常来讲有温差的两个物体相互接触就会有热量的传递过程 。 因此温度高低也并非可以直接感受出来 ， 这要取决于温度差 。
如果从微观角度来讲 ， 微观粒子热运动的激烈程度 ， 外在表现就是一个物体的温度 ， 粒子运动的越剧烈温度就越高 ， 反之温度就会越低 。 当然这只是理想状态下的温度微观体现 ， 一般主要是取决于微观粒子的平均动能 ， 是一种统计学上的意义 。
因此说宏观上的温度和微观粒子运动剧烈程度 ， 或者说运动速度有了联系 ， 从这个角度就可以研究宇宙中的温度高低极限值 。
宇宙最低温度：绝对零度
宇宙中是存在最低温度的 ， 那就是绝对零度 ， 从热力学角度来讲 ， 其温标的单位是开尔文 ， 用英文字母k来表示 ， 它和摄氏度的换算标准是0k=-273.15摄氏度 ， 而0开尔文就是绝对零度 ， 也就是零下273.15摄氏度 。
我们以最简单的方式来来理解宇宙中的最低温度也就是绝对零度 ， 前文已经提到了物体的宏观温度和其微观粒子状态有关 ， 理想状态下如果微观粒子全部停止不动 ， 那么就是温度最低的时刻 。
但是微观粒子可以完全静止不动吗？从量子力学的角度分析 ， 这是完全不可能的状态 ， 因为量子力学里有不确定性原理 ， 它阐述的中心思想是微观量子的性质是不确定的 ， 处在一种叠加的状态 ， 只有在观察的瞬间可以塌缩成一种状态 。 那也就意味着微观粒子的速度不能为零 ， 这样就不符合“不确定性原理”了 。
微观粒子动能有一个能满足量子力学的最低值 ， 当达到这个最低值的时候就是物体的温度下限 ， 也就是绝对零度 ， 宇宙中理论的温度下限 。
目前已知宇宙中最低的温度比宇宙微波背景辐射还要低 ， 它是科学家在1995年发现的 ， 这个星云距离地球大约是5000光年 ， 被命名为飞镖星云 ， 其温度最低为-272摄氏度 ， 仅仅比绝对零度高一摄氏度左右 。
宇宙温度上限：普朗克温度
这是一个以德国物理学家马斯克·普朗克命名的温度单位 ， 也就是普朗克温度 ， 它代表着宇宙中温度的上限 。 现代科学体系认为任何高于普朗克温度的存在都是没有实际意义的 。
按照目前的主流科学观点 ， 宇宙诞生于138.2亿年前的奇点大爆炸 ， 那是宇宙的真正起源 ， 而宇宙开始膨胀的那一瞬间是能量最高温度最高的时刻 。
换一句话说就是距离“爆炸”那个节点时间越近 ， 温度就越高 。 在目前的科学体系里时间的最小单位就是普朗克时间也就是（5.39^10-44s） ， 而在这个时间节点的温度就是宇宙中最高的温度也就是1.4亿亿亿亿开尔文 。
如果说比这个时间更早的是最高温度 ， 但那些都没有实际意义了 ， 因为时间的最小刻度就是普朗克时间 ， 对应的最高温度就是普朗克温度 。
其实从另外一个角度也完全可以解释清楚 ， 和绝对零度一样 ， 微观粒子因为量子力学不可以变成静止状态也就是速度为零 ， 那么因为狭义相对论限制 ， 有静止质量的物体速度永远达不到光速 ， 这也就意味着宇宙中温度是有上限的 。
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