夏天到了,我們又要面對高溫的蒸烤了,如果溫度達到30℃,我們就需要靠空調續命,如果溫度超過40℃,我們就有中暑的可能性,在人類歷史上測得的最高溫度發生在1922年的非洲利比亞的權埃爾阿奇亞地區,當地最高溫達到57.8攝氏度,是地球平均氣溫(15℃)的近4倍,是不是感覺很熱?還有平時我們燒開水達到100℃的時候,用手去摸會很燙,如果不幸淋到身上有可能會造成燙傷,在地球上還有很多比較高的溫度,比如紙張燃燒的溫度達到200℃、火災溫度可達400℃、酒精燃燒溫度可達到600℃。
太陽表面溫度高達6000攝氏度
不管是400℃還是600℃,它們與太陽的溫度相比弱爆了,根據科學家分析太陽表面溫度可達6000攝氏度,內部溫度更是達到驚人的1500攝氏度, 目前地球上熔點最高的物質是鉿合金,在標準大氣壓之下它的熔點為4200℃,比太陽表面溫度還要低1800℃,因此理論上將太陽可以把地球給全部融化掉,我們本以為太陽內部的溫度已經高到無法現象,但是宇宙曾經存在一個比這個溫度高得多的溫度,這個溫度就是普朗克溫度,所謂普朗克溫度就是在普朗克時間內宇宙產生的溫度,簡單點說就是宇宙大爆炸一瞬間產生的溫度,這個溫度達到驚人的1.4億億億億度,是太陽內部溫度的(1500萬攝氏度)的幾億億億倍。
太陽內部溫度高達1500攝氏度
不過什麼事情都有兩面性,既然宇宙存在過一個最高溫度,那麼宇宙也應該存在過一個最低溫度,科學家發現宇宙最低的溫度只有-273.15℃,這個溫度也被稱為絕對零度,說到這裡可能就有人感覺疑惑,宇宙的最高溫度可以達到1.4億億億億度,而最低溫度卻只有-273.15℃,最高溫度和最低溫度相差如此巨大,這到底是為什麼呢?
科學家發現宇宙最高溫度1.4億億億億℃,最低溫度卻只有-272℃
要想知道其中的答案,那麼就必須了解溫度的本質是什麼,那溫度的本質是什麼?一提到溫度很多人都認為這麼簡單的概念還要思考,不就是熱和冷嗎,溫度其實就是熱量和寒冷,就這麼簡單,其實這樣思考是片面的,溫度的本質其實是一種分子運動,在我們這個世界上到處都充滿分子,因為分子是組成物質的基本物質,而沒有組成物質的分子就以氣態形式漂浮在地球各個角落。
溫度的本質是分子的熱運動,分子相互碰撞產生了熱量
當分子運動速度很快的時候,分子之間的碰撞就越激烈,碰撞得越激烈產生的熱量就越多,溫度就上升得越快,就好比平時我們用石頭相互碰撞會產生熱量是一個道理,當你撞擊的速度越快,兩塊石頭產生的熱量越多因此也就越熱。相反,如果分子的運動速度越慢,那麼產生的熱量就越少,因此溫度就會下降變冷,這就是溫度的本質。
宇宙大爆炸瞬間產生了普朗克溫度,也就是宇宙最高溫度1.4億億億億度
明白了溫度的本質,那麼我們再來來看看宇宙最高的溫度和最低的溫度,宇宙之所以能夠出現高達1.4億億億億度,那是因為分子的運動速度可以創造出1.4億億億億度的高溫,而那個運動速度就是宇宙大爆炸瞬間產生的速度,就目前為止宇宙中沒有發現比宇宙大爆炸瞬間時分子運動速度更高的物質速度了,因此可以確定宇宙最高的溫度為1.4億億億億度,但是理論上來講,分子的運動速度是沒有上限的,也就是說如果科技足夠發達,就可以把分子的速度加速到比宇宙大爆炸瞬間的速度還要快,產生的溫度勢必超越1.4億億億億度,而且產生的高溫沒有上限,不過這也僅僅是理論上,因為如何能夠創造比宇宙大爆炸瞬間還高的溫度,那已經不屬於科學的範疇了,已經屬於神的範疇了,畢竟宇宙也有可能是由神創造的。
目前在宇宙中發現最低溫度的地方布莫讓星雲,這裡的溫度為-272℃
然後再來說說最低溫度為什麼只有-273.15℃,既然溫度本質是分子的運動,那麼當分子靜止的時候不就是溫度最低的溫度了嗎,所以當分子靜止的時候,物質就達到最低溫度,也就是-273.15℃,這也就是為什麼這個溫度被稱為絕對溫度,就是物質絕對靜止時產生的溫度,但是宇宙中根本沒有絕對靜止的物質,只有準靜止的物質,因此宇宙也不可能存在-273.15℃這個絕對溫度,只能存在比這個大的溫度,目前科學家在宇宙中發現的最低溫度是布莫讓星雲,這裡的溫度達到-272℃,儘管如此還是比絕對溫度高1.15℃,因為宇宙不存在絕對靜止的物質,莫讓星雲的溫度能夠達到-272℃,說明這裡的物質運動狀態非常接近靜止了。
分子運動速度快慢決定溫度高低,圖為水分子,水分子運動越快水就越容易沸騰
最後總結:溫度的本質是分子運動,溫度與分子運動速度成正比,分子速度越快溫度就越高,分子速度越慢溫度就越低。宇宙最高溫度之所以可以達到1.4億億億億度,那是因為分子的運動速度可以達到創造這個溫度的超高速度,而分子運動速度理論上是沒有上限的,因此溫度理論上也不存在上限;雖然分子運動速度沒有上限,但是物質的速度是沒有負值的,所以分子的運動速度有一個下限值,這個下限值就是0,當分子運動速度為0的時候,溫度就達到絕對零度-273.15℃,因此就導致宇宙最高溫度比最低溫度差距極為懸殊的現象。