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都听过绝对零度!那么宇宙有没有极限高温呢?

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发表于 2019-12-17 00:47:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
绝对零度是物体的最低温度,那么温度是否有上限呢?如果有最高温度是多少呢?

温度不但有下限,实际上,温度也是有上限的,但这已经高到离谱,除了高能物理学家外一般没有人会谈论它。最高的可能温度就是普朗克温度(Planck temperature),等于10^32K(开尔文K为热力学单位,与摄氏度的转换关系为:开氏度 = 摄氏度+273.15)。

而相比之下,太阳中心的温度为1500万K(1.5x10^7 K);硅可在10亿K(10^9K)的温度下通过核聚变产生。简而言之,普朗克温度是极端之高。

一些科学家相信我们或说至少是我们的宇宙已经经历过了普朗克温度,尽管这个瞬间你没有赶上。这发生在宇宙大爆炸之后的10^(-43)秒,这是一个极短的时间,宇宙也就此诞生。
都听过绝对零度!那么宇宙有没有极限高温呢?-1.jpg


宇宙微波背景辐射图显示了宇宙大爆炸所留下的余温,大约在3K左右

绝对零度(零下273.15摄氏度)比普朗克温度更容易理解。在统计热力学中,热量是运动的一个函数,分子的运动产生了温度。分子运动越剧烈,则温度越高,反之亦然。那么,如果温度越低,分子运动则表现得越少。而当分子停止运动时,则就达到了绝对零度,即为0 K或-273.15℃。当然分子不会完全停止运动,即绝对零度无法达到。

从前面我们已经说到,分子运动的速度越快,温度就越高。在10^10K时,电子的速度接近光速,但它们同时质量也变得更大(狭义相对论),所以它们的温度还能继续上升。在达到10^32K时,如此惊人的密度获得了更高的温度,这会导致物质的每个粒子变成自己的黑洞,而我们平时所理解的空间和时间将会崩溃。因此,普朗克温度是物质温度的上限,或者说至少是目前理论中可想像的最高温度。

不过,如果量子引力理论有所突破,那时我们就有可能会发现比普朗克温度更高的温度。但是坦率地说,这种前景令人心凉。

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