为什么温度最低只有零下273度,最高却能达到1.4亿亿亿亿度?


为什么温度最低只有零下273度,最高却能达到1.4亿亿亿亿度?


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为什么温度最低只有零下273度,最高却能达到1.4亿亿亿亿度?


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为什么温度最低只有零下273度,最高却能达到1.4亿亿亿亿度?


综述
太阳通过内核的核聚变反应向宇宙散发源源不断的光与热 , 加上地球始终以太阳为中心进行着公转运动 , 所以地球上有了一年四季的变化与冷热交替 。
作为地球亿万生物中的一员 , 我们对温度的高与低有着最直观的感受 , 比如冬天最冷时东北地区的气温可以低于零下20℃ , 夏天最热时南方地区的温度可以接近40℃ 。
而从温度的极限值来看 , 这不过是极小的温度范围 。 科学研究发现 , 最低温度即绝对零度是-273.15℃ , 最高温度却达到了1.4亿亿亿亿℃ 。
看起来 , 最低温度也不是很低 , 但最高温度却是如此惊人的一个数字 , 这究竟是为什么?
【为什么温度最低只有零下273度,最高却能达到1.4亿亿亿亿度?】
温度的本质要弄明白这个问题 , 首先我们需要知道温度的本质 。
爱因斯坦在其狭义相对论中提出了著名的“时慢尺缩效应”理论 , 在这一理论中 , 他阐释了时间与物质运动的关系 。 简单来讲 , 一个物体的运动速度越快 , 那么它所经历的时间也就越短 。
实际上 , 不仅时间与物质的运动存在莫大的关联 , 其实温度的产生也是源于物质的运动 , 也就是说 , 温度的本质就是物质的运动 , “摩擦生热”就是一个很典型的例子 。

我们知道 , 万物皆由微观粒子组成 , 所以从微观角度来看 , 温度反映的就是粒子的热运动剧烈程度 。
当粒子的热运动速度快的时候 , 物质的温度就会比较高;当粒子的热运动速度越来越慢的时候 , 物质的温度也会不断下降;当粒子运动完全停止的时候 , 物质的温度也就达到了下限 , 也就是绝对零度 。

最低温度:绝对零度从理论上来看 , 宇宙中是存在绝对零度的 , 而在实际中 , 绝对零度永远都无法达到 , 只能无限地接近 。
科学研究发现 , 太空的平均温度是-270.15℃ , 已经非常接近绝对零度了 , 但是它却永远无法达到绝对零度 。
从温度的本质来看 , 当粒子的动能为零时才会达到绝对零度 , 一切能量也会消失 。 所以 , 除非某一物体或某一空间中自始至终都不存在任何能量与热量 , 否则就永远无法达到绝对零度 。

但是 , 在奇点爆炸之后 , 宇宙空间的每一处都有能量和热量在运动 , 所以宇宙永远都无法达到绝对零度 。

那么 , 大爆炸之前的“虚无”是否就处于绝对零度状态呢?答案也是否定的 。
这里就不得不提量子力学中的一个基本原理 , 即“不确定性”原理 , 也叫“测不准”原理 , 由德国物理学家海森堡在1927年提出 。

“不可能同时以较高的精确度得知一个粒子的位置和动量 。 ——海森堡”

根据这一原理来看 , 我们无法同时测准粒子的动量与位置 , 而如果粒子静止不动了 , 那么我们就可以同时知道它的位置与动量了 , 这就打破了“测不准”原理 。
因此 , 即便进入了绝对零度 , 粒子仍会振动 , 而不是完全静止不动 。 也就是说 , 不管运动是快是慢 , 粒子都永不停歇 , 绝对零度只是一个理论上的温度的下限值 , 现实中不会有这样的温度存在 。

最高温度:普朗克温度
  • 温度有上限吗?
对于人类而言 , 太阳就是至高温度的代名词了 , 太阳内核的温度高达1500万摄氏度 , 表层温度也有近6000摄氏度 , 而宇宙中质量与温度超过太阳的恒星比比皆是 。

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