溫度的上限為什麼是1.4億億億億攝氏度,西瓜視頻為你解答

2020-06-24 藍瘦說史

人類記錄到地球上的最高氣溫是56.7攝氏度,那麼物理學界認為的最高氣溫是多少攝氏度呢?又為什麼被稱為溫度的上限呢?一起聽西瓜視頻創作人宇宙觀察怎麼說吧。

西瓜視頻創作人宇宙觀察是一個優質科學領悟創作人,在他的視頻中有很多關於科學的小知識可以了解,並且視頻風格幽默風趣。他擁有20萬粉絲,他的視頻共有11萬的點讚,可見視頻的內容還是很受觀眾喜愛的。

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在地球上,人類曾經記錄到的最高氣溫是56.7攝氏度,當和3000攝氏度的地幔和5500攝氏度的地核比起來,人類的記錄顯然不值一提。

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距離地球1.5億公裡的太陽,核心區溫度高達1500萬攝氏度,而在太陽生命末期誕生的白矮星,核心溫度為1億攝氏度。同為恆星生命末期產(生)物中的中子星,核心溫度更是高達10億攝氏度,但是這些天體的溫度,還遠遠的比不上人類的智慧。

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西瓜視頻創作人宇宙觀察還普及了其他知識,在相對論性重離子對撞機中,金離子被加速到亞光速時,發生的碰撞溫度高達4萬億攝氏度。在歐洲大型強子對撞機中,物理學家們用高能質子轟擊原子核時可以生成10萬億度的高溫。只不過在這種溫度下物質已經不是物質了,而是夸克湯了,在可以預見的未來,10萬億度的記錄肯定也會被打破。

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從本質上來說,溫度反映的是微觀粒子熱運動的劇烈程度,所以粒子的能量越高熱運動越劇烈,宏觀表現出的溫度也越高,而除了光子之外,其餘粒子都是具備靜止質量的,因此他們都會受到狹義相對論的束縛,從而無法達到光速,但在像光速逼近時,粒子的動能毫無疑問是會無限升高的,那麼這是否意味著溫度也可以無限升高呢?根據現有的理論,當物體的溫度變得足夠高時,他們輻射出的波長將會小於「普朗克長度」,從而喪失物理的意義。

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因此「普朗克長度」對應的「普朗克溫度」。被認為是「現有理論框架下溫度的上限」,具體數值為1.4億億億億攝氏度,在普朗克溫度下,量子力學和廣義相對論全部失效,時間和空時間和空間也都會崩潰,所有的粒子都不復存在。

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西瓜視頻創作人宇宙觀察還科普了這個知識,四大基本力會統一成一個力,根據標準宇宙模型,普朗克溫度只在宇宙誕生後第一個「普朗克時間」內短暫出現過一次,那也是宇宙第一個「大統一時期」,而包括愛因斯坦在內的眾多物理學家都希望能重現「普朗克溫度」,因為這樣一來,人類就能破解宇宙的形成演化之謎,並將四大基本作用力重新統一,從而創造出遠超相對論與量子力學的統一場論。

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那就像現有理論思維不夠「先進」而無法描述大爆炸奇點與黑洞基點一樣,現行的「普朗克溫度」也只是現有理論的溫度極限,而不是溫度本身的機械,宇宙中肯定還有一些規則是人類還未發現的,而那些未發現的規則可能將允許超過「普朗克溫度」的溫度存在,但對現階段,靠一個多世紀的相對論和量子力學了解宇宙的人類文明來說,那些規則都太遙遠啦,畢竟今天的所謂高科技都是長在一個世紀,甚至是幾個世紀之前的理論土壤上的。

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西瓜視頻創作人宇宙觀察在他的作品中還分享了宇宙中其他知識。例如,佔宇宙68.3%的暗能量最終將撕碎整個宇宙;50億年後太陽系即將暴漲200倍,究竟是什麼力量在讓太陽膨脹?等等知識,西瓜視頻創作人宇宙觀察在他的視頻都有科普。

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宇宙觀察

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    根據「溫度等同於粒子運動速度」這一理念,溫度的上限其實也是速度的上限,而我們宇宙的速度上限則是每秒三十萬公裡的真空光速。 到這裡我們可以說溫度的上限就是光速,當所有粒子都和光子一樣以光速運動時,理論上的最高溫度就產生了,物理學上將此時的溫度命名為
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