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人类为什么无法突破绝对零度，却能创造出上亿度的高温？

发布者：不是知青 2023-6-27 22:20

今天实在太冷了！

不行太热了，我得去买点冰镇饮料降降温！

明天又要降温了！

我们每天都能感受到温度的变化，但温度到底是什么呢？它的本质又是什么？

从物理学来讲，温度就是衡量物体冷热程度的物理量，我们很容易感受到物体是冷还是热，所以，因此温度就是冷热的概念。

不过上面的描述是从宏观上来理解的，而从微观层面来讲，温度是衡量微观粒子运动剧烈程度的物理量，通常指的是分子。

也就是说，物体的温度其实就是分子的热运动产生的，运动越是剧烈，温度就越高。大量分子运动的平均动能的大小，就表现为温度的高低。

地球上有各种极端天气，创造恐怖的高温或者低温。但地球上的最高温并不在地球表面，而是在核心。

地球核心的温度可以达到6000度以上，甚至比太阳表面温度还要高。原因主要在于地球核心的压力极大，温度也就非常高。

不过这个温度与太阳核心温度相比，就是小儿科了。太阳的核心温度可以达到1500万度。但是，即便是这个温度，放在浩瀚宇宙里，也不值得一提，比太阳核心温度高的恒星有很多，因此，科学家们一度认为温度是没有上限的，总会存在更高的温度。

问题来了，温度真的没有上限吗？

刚才讲了，温度其实就是微观粒子运动快慢的直接体现，通俗来讲，温度的高低其实就是微观粒子的动能，也就是速度的快慢。

而爱因斯坦的狭义相对论告诉我们，速度并不是无限大的，速度是有上限的，这个上限就是光速，任何物体的速度都不可能超过光速，所以物体的温度并不能无限高。

通过计算，科学家们得出在宇宙中温度的上限是普朗克温度，它非常高，高得难以想象。但是普朗克温度是不可能出现在现实世界里，因为这个温度只发生在138亿年前的宇宙大爆炸，大爆炸的瞬间产生的温度就是普朗克温度。

根据宇宙大爆炸理论的诠释，138亿年前的宇宙大爆炸只是一个无限小的奇点，这个奇点没有体积，温度密度无限高。

而普朗克温度就出现在大爆炸瞬间，也是宇宙中出现过的最高温度。而奇点可以说是超出我们宇宙的存在方式，我们很难理解奇点到底是什么，简单来讲奇点完全不属于我们的世界。

普朗克温度到底有多高呢？大约1.4亿亿亿亿度，你能想象如此高的温度吗？

说完了最高温，也就是普朗克温度，下面说说最低温，绝对零度。

绝对零度，也就是零下273.15度，是宇宙中的极限低温，科学家早在几百年前就开始研究低温到底有多低。

16世纪的物理学家阿蒙顿认为温度与气压成正比，而气压是有极限值的，所以温度有下限值，他计算出的极限值大约为零下246度。

后来，科学家们又有了新的发现，气体的压力和体积与温度息息相关。随着温度降低或者压力变大，气体的体积就会变小。

科学家总结出来了一条规律，在压强固定的情况下，气体的温度每下降一度，气体体积就会缩小到零度体积的273分之一。

所以，零下273度也被认为是最低温，也就是绝对零度。不过根据热力学第三定律，无论如何都不可能达到绝对零度。

为何绝对零度看似不是很低，人类就是制造不出这种低温呢？

文章开头说了，温度的本质其实就是微观粒子的热运动。理论上讲，当微观粒子完全静止时，体现出来的温度就是绝对零度。

那么问题来了，宇宙中存在绝对静止的物体吗？

对于这个问题，如果说一百多年前还有人质疑的话，随着量子力学的横空出世，相信没有多少人会质疑。

量子力学告诉我们，微观粒子的状态是不确定的，我们无法同时确定粒子的速度和位置，只能用波函数来描述。

微观粒子的位置和速度遵循不确定性原理，两者的不确定性乘积必须不小于一个常数。这就意味着微观粒子的速度不可能为零，因为如果是零的话，就意味着粒子的速度就是确定的，不确定性就是零，这违反了不确定性原理。

同时，粒子也不会完全静止在某个位置不动，我们永远不知道粒子下一刻会出现在哪里，它们甚至可能同时出现在两个不同的地方。

而宇宙万物都是由微观粒子组成的，微观粒子不停地运动意味着物体的温度永远不可能达到绝对零度。

绝对零度，就像光速一样，光速是速度的极限，而绝对零度是宇宙中低温的极限，只能无限接近，但永远达不到，更不可能逾越。

虽然科学家知道人类制造不出绝对零度的环境，但还是想在现实中尝试一下，通过各种科技手段制造出非常接近绝对零度的温度。

目前科学家制造出来的最低温确实无限接近绝对零度，只比绝对零度高了38万亿分之一！看似近在咫尺，事实上是人类永远无法突破的鸿沟！

马克斯·普朗克地球宇宙物理现在你最想逃离什么国创上头条

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