宇宙間有絕對最低溫度,這是個物理常識。由理想氣體的熱膨脹率為273.15分之1 所以確定絕對最低溫度為攝氏負273.15度,既開氏0度。既然有最低溫度,那有最高溫度嗎?
回答這個問題前,先回顧一下溫度的定義。溫度,在常規的物理概念中,是表示物質冷熱程度的物理量,在微觀上就是分子運動的劇烈程度,也可說是運動速度,分子熱運動(即布朗運動)的速度越高,宏觀上體現為物體溫度越高。
絕對零度,在微觀上體現為構成物體的分子絕對靜止,而根據布朗運動相關理論,物質分子不可能全部靜止,所以絕對零度是不可能存在於現實中的。
在相對論問世以前,科學界普遍認為宇宙中溫度的最高值是無上限的:根據分子運動速度越大,宏觀體現為溫度越高的理論,當分子運動速度無限大時,溫度也就達到無限高了。
不過隨著廣義相對論和量子力學的出現,現代物理學認為宇宙溫度其實是有上限的。因為物體內分子的布朗運動說到底終究是一種運動形式,根據相對論任何速度都無法超越光速的理論,當分子布朗運動速度達到光速時,宏觀體現在物體上的溫度也就成了宇宙的極限溫度!
地球上所出現的最高溫度,無疑就是氫彈爆炸後的核心溫度,此時的上億度高溫,已經不再是分子的運動了,而是分子中原子核與電子分離後的離子的極高速度的布朗運動。那麼一億度是人類所能造成的最高溫度嗎?遠遠不是,據資料記載,2012年美國科學家利用重離子對撞機將兩束速度達到光速的離子對撞,瞬間產生了5.5萬億度的高溫!
理論上宇宙間的最高溫度,就是普朗克溫度,數值為1.416833×10∧32000K,就是宇宙大爆炸的溫度。