說到物體溫度是所有人最熟悉但也是最陌生的概念，熟悉的是我們每天都會看天氣預報，看一天的最高溫度和最低溫度，好決定第二天搭配什麼樣的衣服。在此次疫情期間我們出入社區都需要測量自己的體溫，也很清楚地知道體溫在什麼範圍內是合格的。
在大部分人常規的理解中溫度就應該是沒有限制的，最高最低都可以是無限的，但實際情況遠非如此，宇宙是有溫度極限的，最低溫度是絕對零度（0k），也就是-273.15攝氏度。而最高溫度按照現在的科學體系來說也是有極限的，我們可以稱之為普朗克溫度，大約為1.42x10^32度，也就是經常出現的數據1.42億億億億度。
要理解宇宙的高低溫度極限，首先要清楚地知道溫度的概念，溫度宏觀上是衡量一個物體冷熱狀態的物理量，從微觀角度來看，它表示的是物體分子熱運動的劇烈程度，或者更準確的說是分子運動的平均動能大小。當微觀分子運動的越劇烈，物體所表現出的溫度值就越高。
那接下裡的溫度極限就好理解了，分子運動平均動能可以換一個角度來看，那就是分子的運動速度。正常理解下分子可以靜止，速度最快為光速，那麼按照這樣的定義就可以出現溫度極限了。但實際上並不正確，因為分子不可能靜止，同時也不可能為光速，按照愛因斯坦的狹義相對論限制，有靜止質量的物體永遠都達不到光速，雖然分子是微觀粒子，質量很小，但依然有靜止質量。
其次是分子也不能完全的靜止，這一點可以從量子力學的角度來切入，量子力學中非常核心的一個概念就是不確定性原理或者說測不準原理，簡單的理解就是我們不能同時掌握微觀量子的位置和動量，它們只能通過概率來表示，例如我們不能說一個量子就在A點，只能說它在A點的概率是多少。那麼同樣一個微觀粒子也無法完全靜止，那樣的話位置和動量就是確定了，這就直接把量子力學推翻了。
因此從熱力學角度來看，當微觀粒子的平均動能降低到量子力學允許的最低點時，物體的溫度達到絕對零度也就是-273.15攝氏度（0k）。但是這個理論的最低點是無法達到的，因此說絕對零度也是一個理論值，只能無限的接近，但並不能達到絕對零度。
宇宙的最低溫度極限了解了，那接下來繼續看宇宙的最高溫度限制，前邊提到了微觀粒子速度光速，那就是溫度的極限，但這裡並不能這樣理解。宇宙的最高溫度應該是沒有限制的，只不過超過某個值就變的沒有意義了。
目前關於宇宙的起源都認為是138億年前的奇點大爆炸，而在此之後宇宙經過不斷地膨脹形成今天的模樣，理論上來講隨著宇宙的膨脹溫度是逐漸的下降的，那麼在宇宙大爆炸後那個瞬間溫度應該是最高的，我們把它稱之為普朗克溫度，科學家計算的數值為1.4億億億億攝氏度。
為什麼會被稱為普朗克溫度？因為按照量子力學的觀點，在宇宙大爆炸的瞬間我們可以把時間精確到10^-43秒，這就是時間的最小跨度了，我們把它稱為普朗克時間，因此在這個時間跨度之後的溫度就是最高溫度極限普朗克溫度了。其實還可以從另外的角度來考慮，如果物體溫度高於普朗克溫度，那麼它就要輻射出波長小於普朗克長度的電磁波，但是目前普朗克長度就是有實際意義的最小長度，再低於這個長度在當前科學體系下就沒有意義了。
目前為止我們並沒有發現打破宇宙最高溫度和最低溫度的極限值現象，科學家在宇宙中發現的最低溫度是1k（-272.15攝氏度），它來自於回力棒星雲，這個星雲位於半人馬座距離地球5000光年。科學家分析產生這樣低溫的原因是星雲在初期發生了絕熱膨脹，氣體快速膨脹對外做工，因此溫度急劇下降。
可以說目前的宇宙高度溫度極限並非是誰規定的，只不過是在我們目前的科學體系下推導出來的，低於絕對零度和高於普朗克溫度在現在的科學體系之下都是沒有意義的，並且在現實生活中也沒有發現過這樣的情況。
文/科學黑洞，圖片來源網絡侵刪。