為什麼溫度最低只能達到負273.15?最高溫度卻能達到億億度

2020-10-10 科普乎

溫度這個概念是我們人類創造出來的一個偉大的概念,從我們原始祖先學會用火烹飪食物開始,溫度這一個概念就深入人心。而伴隨著人類文明的不斷進步,溫度這一個概念不斷的被強化,烹飪美味的食物,我們需要把控溫度,冶鍊金屬等等。

但是你們知道嗎?在物理學提出了一個概念,溫度有一個最低的值,那就是絕對零度負273.5攝氏度。而最高溫度呢,目前猜想中的最高溫度是宇宙大爆炸那一瞬間的溫度溫度無窮高。為什麼兩者相差如此的大呢?

什麼是絕對零度

想要了解這個問題,我們必須要了解什麼是絕對零度,現代的熱力學告訴我們,溫度的升高或者下降跟物質的分子的勢能和動能有關,通俗來講就是物質裡面的分子運動劇烈程度,運動越劇烈溫度越高,反之溫度越低。

目前科學家通過研究物質最低勢能為零的溫度為負273.25攝氏度,也就是我們說的絕對零度,這種狀態下的物質裡面的分子完全靜止不動了,失去了任何的能量。

根據現代熱力學第三定律,這種絕對零度在我們目前的情況是沒有辦法達到了,唯有可能無限的接近,因為不管在任何的空間中都不可能存在沒有任何能量的情況。在宇宙中存在一個叫做回力棒星雲的地方,那邊是人類已知溫度最低的地方,溫度達到負的272攝氏度。

溫度為什麼沒有上限呢

通過上述我們了解到溫度的概念是物質分子運動的劇烈程度,越劇烈則溫度越高,所以目前而言,人類所猜想的最高溫度也就是物質運動最劇烈的時候是宇宙大爆炸的那一瞬間,那個時候溫度無窮大,已經超出了我們的想像之外。

絕對零度能夠凍結時間嗎?

應該是不能凍結時間,雖然絕對零度下的粒子運動的相對速度為零,粒子之間的引力為零,但是粒子內部卻還存在著相互排斥的力,在引力為零的情況下,斥力變成力主導的力,這種狀態下就會發生一種神奇的現象,那就是超流現象,這種現象跟宇宙大爆炸的極點很像。

科學家研究得出結論,絕對零度凍結不了時間,相反的是絕對零度是上一個宇宙的終結,下一個宇宙的誕生。

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  • 為什麼宇宙最高溫度達到1.4億億億億度,最低溫度卻是絕對零度-273度?
    在整個尺度下,宇宙是存在著最高溫和最低溫度的,其中最高溫是1.4*10^32K(1.4億億億億K,K是溫度的單位卡爾文),最低溫度是絕對零度0K,也就是零下273.15℃。我們可以通過理論計算得到這個溫度的數值,也就是1.4*10^32K(1.4億億億億卡爾文),這就是宇宙的最高溫度。
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    理論上的最低溫度與我們所處的環境溫度相差也就兩三百度,但高溫卻能高達幾萬、幾十萬甚至幾十億度以上。之所以有如此巨大的差異,與人類如何定義溫度有關。我們在生活中通常使用攝氏溫標,它的定義與水有關。在標準大氣壓下,純水的冰點被定義為0攝氏度,而純水的沸點則被定義為100攝氏度。
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  • 宇宙最高溫度為1.4億億億億度,最低溫度為-273.15℃?
    直接給出答案吧,宇宙中最高的溫度是普朗克溫度,也就是1.4億億億億攝氏度。宇宙中最低是逼近絕對零度,也就是逼近-273.15℃。 因為宇宙曾經達到過最高的普朗克溫度,而沒有達到過最低的絕對零度。宇宙大爆炸得第一個瞬間的溫度就是普朗克溫度。
  • 為什麼宇宙最低溫度是-273.15度?
    :冰水混合物的溫度是0度,水沸騰溫度是100度(標準大氣壓下),如果當初人類制定的這兩個標尺有所變化,比如說我們定義「冰水混合物溫度為100度」,那麼最低溫度就不會是-273.15度了! part 2為什麼宇宙溫度不會低於-273.15度? 物質的溫度取決於其內原子、分子等粒子的動能。根據麥克斯韋-玻爾茲曼分布,粒子平均動能越大,物質溫度就越高。理論上,若粒子平均動能低到量子力學的最低點時,物質即達到絕對零度,不能再低。
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    低溫只能達到-273.15,而高溫可以達到上億億度!是什麼導致的?這個問題不難理解,不用太過深奧複雜的數學方程就能明白。首先我們要弄清楚溫度是什麼,簡單說就是微觀粒子的運動劇烈程度,運動越劇烈,溫度就越高。
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    記得是去年,看到一則新聞,說中國人造太陽的溫度已經超過太陽溫度的五倍,我當時覺得自豪但也好奇,溫度都已經可以人為的提高這麼大,那麼人造低溫也應該低至負的幾千萬度吧,直到我網上查了一下後,大吃一驚。人類目前能夠認為製造的低溫只能接近-273.15度,同時也表示,自然界最低溫度(下限)也就是-273.15度。為什麼會這樣呢,首先,我們得弄清楚什麼是溫度。初中物理書上給出的溫度定義是:物體的冷熱程度。這其實這只是更好地理解什麼是溫度,但這樣解釋並不具體。準確的來說,溫度應該是物體分子熱運動的劇烈程度。
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