宇宙最高温达到1.4亿亿亿亿度，为何最低温只有-273度？

发布者：青灯问童子 2022-12-27 01:03

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：

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！

宇宙 马克斯·普朗克 物理 2019未来科学大奖

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