溫度可以說是我們生活當中,最常出現的一種物理量了,每天我們都能在天氣預報上看到,而且也和我們的生活息息相關。當然通常我們生活當中使用的溫度是「攝氏溫標」,也就是攝氏度(符號℃)。攝氏溫標下的0度,也就是指在1個標準大氣壓之下,冰水混合物的溫度。在低於0℃的情況下,水就會凝結成冰。而許多人經常能夠聽到的「絕對零度」,在攝氏溫標中卻是-273.15℃,這又是怎麼回事呢?
其實許多科學家在科學研究當中,使用的不是攝氏溫標,而是開氏溫標,也被稱為「熱力學溫度」。在開氏溫標之下,是沒有「零下」這個概念的,最低溫度就是0K(開爾文,也是國際單位制的7個基本單位之一),也就是絕對零度。而根據經典熱力學當中,絕對零度也只是理論中的最低溫度,所有的溫度只能無限地降低到接近絕對零度,而無法達到它。
從微觀的角度來講,物質擁有溫度,是因為組成物質的分子在不斷的運動時產生的能量。物質的溫度升高,微觀視角下的表現,也就是組成物質的分子運動會加劇;反之物質的溫度降低,組成物質的分子運動也就會減緩;至於理論當中的絕對零度,則是物質的所有分子都處於靜止的狀態——但是我們知道分子運動是絕對的,所以絕對零度也只在理論中存在。
那麼既然理論中存在最低溫度「絕對零度」,是不是也存在一個最高的溫度與之對應呢?實際上在經典熱力學當中,溫度是沒有上限這個概念的,也就是說沒有最高,只有更高。而在量子力學當中,卻存在一個「普朗克溫度」,也是理論中存在的「最高溫度」——科學家定義宇宙大爆炸的瞬間的溫度,就是普朗克溫度,超過這個溫度,也就失去了溫度本身的意義。
這個理論中存在的最高溫度「普朗克溫度」是多少度呢?根據科學家通過利用其它物理常數的計算,大概在1.4168*10^32K,也就是大概1.4168億億億億度。這個數字是遠遠超出人類的概念的。我們知道太陽表面的溫度是5500K左右,核心溫度在1500萬K左右;超新星爆炸瞬間的溫度大概在100億K左右;人類目前實現的最高溫度是4萬億K左右。所以理論中的最高溫度,雖然有一個確切的數值,但是實際上也確實沒有什麼意義——起碼在可以預見的未來,恐怕都是很難接近他的億萬分之一的。