解读宇宙中的极限温度，创造出这个温度，就能创造全新的宇宙！

发布者：客至天涯 2023-6-30 19:17

温度的变化，四季的更替，一直都在我们身边不停地上演着，温度的高低对我们的日常生活也有很大影响。不过在地球这个狭小的范围内，温度的变化其实是很有限的。地球表面的最低温大约在零下70度左右，而表面的极端高温环境也只有大约50度左右。

不过一旦离开地球，来到浩瀚的外太空，我们就能感受到温度的巨大差异，尤其是能感受到异常的高温环境，而相对来讲，低温环境则不会那么让人诧异。

先来了解一下低温环境。很多人都知道宇宙中存在温度的低温极限，那就是绝对零度，零下273.15度，这是理论上的温度最低值，不可能有任何温度比绝对零度更低。

为什么绝对零度是温度最低值？

温度，是衡量物体冷热程度的物理量，不过这只是宏观上的定义，从微观层面来讲，我们能更加深刻地了解到温度的本质。

万物都是由基本的粒子组成的，而微观粒子一直在做没有规律的热运动，我们很难准确地描述出单个粒子的运动状态，所以只能从微观上统计大量微观粒子的运动状态，利用的是统计学知识。

微观粒子运动得越剧烈，表现出来的温度就越高。也就是说，温度其实体现的是大量微观粒子的平均动能。那么，当粒子的平均动力达到最低时，就是宇宙的最低温，绝对零度。

纯理论来讲，当微观粒子静止时，就是理论上的最低值。不过这个极限最低值是不可能出现的，因为微观粒子不可能处于绝对静止的状态。

根据量子力学不确定性原理，微观粒子的位置和速度具有不确定性关系，两者的不确定性乘积必须不小于一个常数，虽然这个常数很小，但总是比零大。这就意味着微观粒子的速度不可能为零，否则就违背了量子力学不确定性原理。

那么，宇宙中是否存在最高温呢？

在很多人的固有印象里，极限高温并不存在，总会存在更高的温度。事实上并非如此，宇宙中的高温并不能无限高，而是有一个最高极限值，那就是普朗克温度，大约1.4亿亿亿亿度。

普朗克温度与光速，普朗克常数，普朗克质量，引力常数和玻尔兹曼常数有关，是综合这几个常数一起计算出来的。

那么，该如何通俗理解普朗克温度呢？为什么普朗克温度是宇宙极限高温呢？

物质常见的形态有三种，分别是固态，液态和气态，组成物体的微观粒子运动越剧烈，物体就更倾向于朝着气态反向发展。

所以，通常情况下，只要我们跟固体物体不停地加热，固体就会变成液态，然后是气体。如果持续对气体物质一直加热会出现什么现象呢？

结果就是，原子外围的电子会摆脱原子的束缚，最终成为自由电子，于是就会出现物体的第四种形态：等离子态。太阳的最核心就是这样的形态，各种基本粒子到处乱窜，就像一锅粒子汤一样。

太阳核心温度很高，能达到1500万度，但这个温度仍旧无法与普朗克温度相比。

如果让等离子体物质不停地升温，不停地向其输入能量，结果会怎样呢？

随着温度的升高，物体将变得很难操控。不过科学家可以通过在大型粒子对撞机中见证这种现象，让两个微观粒子以非常接近光速的速度发生碰撞，碰撞瞬间释放出极强能量，可以创造出上万亿度的高温环境。

不过，我们也不用担心这么高的温度会对周围的环境造成影响，因为整个过程持续的时间非常短，同时碰撞瞬间达到的温度也只是局部的温度，也只是根据微观粒子的速度和质量计算出来的温度。

利用这种方式，科学家们甚至能创造出4万亿的高温环境，不过即便这个温度在普朗克温度面前仍旧是小儿科。

因为普朗克温度完全是大自然力量的体现，它是宇宙大爆炸发生一个普朗克时间之后的温度，这是大自然创造的温度，人类的力量在大自然面前还是太渺小了。

宇宙大爆炸发生不到一个普朗克时间的温度或许会高于普朗克温度，但即便存在，这个温度对于我们来讲也是没有意义的，因为普朗克时间是有意义的最小时间单位，小于普朗克时间的单位就没有任何意义了。

也就是说，理论上讲，如果你能创造出普朗克温度，意味着你就能创造出一个新的宇宙。普朗克温度在宇宙中只出现了一次，那就是宇宙诞生的瞬间！

宇宙 马克斯·普朗克 地球 国创上头条 2019未来科学大奖

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