宇宙中的有沒有最高溫度呢。我們可以設(shè)想一下,當(dāng)全部宇宙的所有能量壓縮成一點(diǎn)時(shí),就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)極端的狀態(tài),這個(gè)狀態(tài)的溫度就滿足了宇宙最高溫度的條件,即宇宙大爆炸(如果這個(gè)理論成立的話)的極短瞬間會(huì)達(dá)到最高的溫度,從目前來看,宇宙中還沒有一個(gè)地方得夠達(dá)到這一最高溫度。
1、為什么有人說宇宙中最冷的地方只有零下270多度,而最熱的天體溫度就能無限熱?
我是優(yōu)美生態(tài)環(huán)境保衛(wèi)者,很高興能回答您提出的問題。大家經(jīng)常用溫度來衡量物體或者周圍環(huán)境的冷熱程度,在熱力學(xué)上,溫度則表達(dá)為物體內(nèi)部微粒平均動(dòng)能的宏觀表現(xiàn),也就是熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度,國(guó)際上通常使用攝氏度、華氏度、開爾文等計(jì)量單位來表達(dá)物體的分子平均動(dòng)能,從熱力學(xué)的定義可以看出,溫度產(chǎn)生的原因就是由于組成物體的微觀粒子在無時(shí)無刻地不斷運(yùn)動(dòng),由此而帶來的振動(dòng)、碰撞和摩擦產(chǎn)生的能量釋放。
當(dāng)這種振動(dòng)、碰撞和摩擦越劇烈,體現(xiàn)為溫度值就越高,在理想狀態(tài)下,假設(shè)組成物體的微觀粒子達(dá)到靜止不動(dòng)的狀態(tài)時(shí),這時(shí)候由其所釋放的能量就會(huì)為零,這時(shí)的溫度是微觀粒子完全靜止不動(dòng)帶來的,而且我們不可能創(chuàng)造出比粒子靜止不動(dòng)更為不活躍的狀態(tài),所以這時(shí)的溫度就是宇宙間的最低溫度,不能有比它更低的了。通過蓋·呂薩克定律推測(cè)可以得出,宇宙間的絕對(duì)最低溫度為-273.15攝氏度,只不過我們現(xiàn)在還無法完全讓一個(gè)物體的微觀粒子靜止下來,所以我們現(xiàn)在只能創(chuàng)造出非常接近這個(gè)數(shù)值的低溫,
那么,宇宙中的有沒有最高溫度呢?其實(shí)是有的。剛才說了,微觀粒子的運(yùn)動(dòng)越激烈,其溫度越高,但粒子的運(yùn)動(dòng)速度是有上限的,即光速,既然超過不了光速,那么粒子的運(yùn)動(dòng)激烈程度也會(huì)有相應(yīng)的上限,普朗克在1900年通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究,提出了一個(gè)常數(shù)概念,與光速和其它一些物理量一起用于計(jì)算物質(zhì)的溫度,這個(gè)常數(shù)人們稱為普朗克常數(shù),計(jì)算出的最高溫度稱為普朗克溫度,其值達(dá)到1.4億億億億度(不知道準(zhǔn)不準(zhǔn)確)。
從目前來看,宇宙中還沒有一個(gè)地方得夠達(dá)到這一最高溫度,因?yàn)閷?duì)于一個(gè)系統(tǒng)整體來說,當(dāng)外界注入的能量越多時(shí),系統(tǒng)的溫度就會(huì)越高,而當(dāng)系統(tǒng)的體積被壓縮得越小時(shí),系統(tǒng)溫度也會(huì)越高。我們可以設(shè)想一下,當(dāng)全部宇宙的所有能量壓縮成一點(diǎn)時(shí),就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)極端的狀態(tài),這個(gè)狀態(tài)的溫度就滿足了宇宙最高溫度的條件,即宇宙大爆炸(如果這個(gè)理論成立的話)的極短瞬間會(huì)達(dá)到最高的溫度,
2、宇宙中最高的溫度是多少?最低溫度是多少度?
為了解答這幾個(gè)問題,首先要了解一下溫度的本質(zhì)。表面上,溫度表征物體的冷熱程度,本質(zhì)上,溫度表征物體的組成粒子的熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度。物質(zhì)可能的最低溫度理論上,當(dāng)所有的粒子停止運(yùn)動(dòng)時(shí)(處于量子力學(xué)的最低點(diǎn)),物體將會(huì)達(dá)到可能的最低溫度,即絕對(duì)零度,絕對(duì)零度在開氏溫標(biāo)上表示為0K,在攝氏溫標(biāo)上表示為-273.15℃。
然而,為了達(dá)到絕對(duì)零度,不僅需要原子停止運(yùn)動(dòng),而且還包括原子的所有組成,繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子需要停止運(yùn)動(dòng),原子核中的質(zhì)子和中子需要停止相互作用,夸克以及任何更基本的結(jié)構(gòu)都要停止活動(dòng)。由于量子力學(xué)效應(yīng),這是不可能的,所以絕對(duì)零度無法達(dá)到,從另一方面看,任何空間中都存在能量和熱量,必然會(huì)與物質(zhì)進(jìn)行交換,所以絕對(duì)零度只能無限逼近,不可能達(dá)到。
目前,通過激光冷卻和磁蒸發(fā)冷卻技術(shù),科學(xué)家獲得的最低溫度達(dá)到了100pK(10^-10K,?273.149999999900℃),物質(zhì)在這種極低的溫度下將處于玻色-愛因斯坦凝聚態(tài),它們會(huì)表現(xiàn)出奇特的行為,例如,超流動(dòng)性和超導(dǎo)現(xiàn)象。物質(zhì)可能的最高溫度物質(zhì)可能的最高溫度為普朗克溫度,其值約為1.417×10^32K。