文章图片
文章图片
温度有高有低 ， 我们在日常生活中都能感受到这点 。 大部分人应该都知道宇宙中存在最低温 ， 那就是绝对零度 ， -273.15度 。
那么 ， 宇宙中存在最高温度吗？
很多人可能以为并不存在最高温 ， 最高温是没有上限的 。 事实上并非如此 ， 我们的世界不仅存在最低温 ， 也存在最高温 。
最高温被称为普朗克温度 ， 大约1.4乘以10的32次方K ， 也就是1.4亿亿亿亿度 。 宇宙为何存在温度上限？普朗克温度又是怎么一回事呢？
说到普朗克温度 ， 不得不提宇宙大爆炸 。
按照宇宙大爆炸理论的诠释 ， 138亿年前的奇点突然膨胀形成了我们的宇宙 。 我们的物理学无法诠释奇点这个奇异的东西 ， 只能推测它的存在 ， 所有物理定律在奇点都失效了 。
宇宙大爆炸发生之后 ， 时间和空间也产生了 。 不过时间（空间也是）并不是连续的 ， 存在着最小的时间单位 ， 普朗克时间 ， 非常短的时间 ， 大约5.39^-44s ， 你无法想象这个时间有多短 。
而普朗克温度 ， 就是宇宙大爆炸发生一个普朗克时间时的温度 ， 这个温度是宇宙中最高的温度 。 计算公式如下：
有人可能会说 ， 如果时间更短 ， 是不是意味着温度会更高呢？
那只是我们的一厢情愿 。 因为普朗克时间是有意义的最小时间单位 ， 任何小于普朗克时间的单位都没有意义 ， 而普朗克温度对应的就是宇宙大爆炸发生一个普朗克时间的温度 ， 所以不存在比普朗克温度更高的温度 。
自从宇宙大爆炸发生后 ， 宇宙就一直在慢慢冷却 ， 但无论如何冷却 ， 都不会低于绝对零度 。 目前科学家测量到的宇宙最低温为2.7K ， 仅比绝对零度高了2.7度而已 ， 这个温度是宇宙膨胀至今的余温 ， 也被称为“宇宙微波背景辐射” 。
了解完了最高温 ， 最低温绝对零度是怎么来的呢？
我们都知道 ， 温度的本质其实就是微观粒子运动的剧烈程度 ， 越是剧烈 ， 温度就越高 ， 反之温度就越低 。
绝对温度是粒子动能低到量子力学最低点时物体的温度 ， 绝对零度仅存在理论上 ， 实际上是不存在的 。
为何绝对零度与量子力学有关？
这是因为 ， 根据量子力学的不确定性 ， 微观粒子不存在绝对的静止 ， 我们不能同时确定粒子的位置和速度 。 也就是说 ， 粒子的位置越确定 ， 它的速度就越不确定 。 反之 ， 速度越确定 ， 速度就越不确定 。
位置和速度的不确定性满足一个公式：
【宇宙最高温达到1.4亿亿亿亿度，为何最低温只有-273度？】不确定性是微观粒子的基本属性 。 如果粒子完全静止了 ， 意味着粒子的位置确定了 ， 不确定性就是零 ， 就不满足上面的公式了 ， 违反了量子力学！
推荐阅读
- 宇宙大爆炸发生瞬间的“奇点”，到底在哪里？
- 探寻温度极限！10亿摄氏度能在地球上存在吗？这种环境是什么样？
- 宇宙大爆炸与黑洞居然有联系？怎样的联系？科学家这样回答
- 宇宙大爆炸后一瞬首次清晰拍到！造价百亿美元的韦布望远镜首秀
- 1.4亿亿亿亿℃和-273.15℃有多可怕？科学家：物理定律会全部崩塌
- 138.2亿年前，宇宙大爆炸“炸”出所有物质，那原材料来自哪？
- 宇宙的起源是宇宙大爆炸，那么之前发生了什么？
- 时间是本来就存在的，还是宇宙大爆炸产生的？
- 老式电视的雪花为什么能证明宇宙大爆炸？