为什么温度最低只有零下273度，最高却能达到1.4亿亿亿亿度？

总结

太阳通过核心的核聚变反应向宇宙发出源源不断的光和热，而地球始终围绕着太阳公转，所以地球上有四个季节的变化冷热交替。

作为地球上亿万生物之一，我们对高低温的感受是最直观的。炎热的时候，南方地区的气温可接近40℃。

而且从温度限制来看，这只是一个很小的温度范围。科学研究发现，的最低温度绝对为零-273.15°C，但最高温度达到140,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000°C。

看起来最低温度不是很低，但是最高温度却是这样一个惊人的数字。为什么？

温度的本质

要理解这个问题，首先我们要知道温度的本质。

爱因斯坦在他的狭义相对论中提出了著名的“时间-慢尺度效应”理论。在这个理论中，他解释了时间和物质运动之间的关系。简而言之，物体移动得越快，所花的时间就越短。

其实不仅时间和物质的运动有很大的关系，其实温度的产生也是来源于物质的运动，也就是说温度的本质是物质的运动物，而“摩擦生热”就是一个很典型的例子。我们知道万物都是由微观粒子组成的，所以从微观的角度来说，的温度反映了粒子热运动的强弱程度。

当粒子的热运动速度快时，物质的温度会比较高；当粒子的热运动速度越来越慢时，物质的温度会不断下降；那时，物质的温度已经达到了下限，也就是绝对的零。

最低温度：绝对零

理论上，宇宙中存在绝对零，但在现实中，绝对零是永远达不到的，只能无限接近。

科学研究发现，空间的平均温度为-270.15°C，已经非常接近绝对零，但永远不会达到绝对零。

从温度的本质来看，当粒子的动能为零时，会达到绝对零，所有的能量都会消失。因此，除非一个物体或某个空间自始至终都没有能量和热量，否则它永远不会达到绝对零。

然而，在奇点爆炸之后，能量和热量在宇宙中到处移动，所以宇宙永远不可能达到绝对的零。

那么，大爆炸前的“虚无”是绝对零的状态吗？答案是不。

这里不得不提一下量子力学中的一个基本原理，就是“测不准”原理，又称“测不准”原理，是德国物理学家海森堡在1927年提出的。

“它是不可能同时高精度地知道一个粒子的位置和动量。——海森堡》

根据这个原理，我们不能同时测量一个粒子的动量和位置，但是如果粒子是静止的，那么我们可以同时知道它的位置和动量，这就打破了“不确定性”原理。

因此，即使在绝对零的情况下，粒子仍然会振动，而不是保持完全静止。也就是说，无论运动快慢，粒子都不会停止。绝对零只是理论上的温度下限，现实中不存在这样的温度。

最高温度：普朗克温度

• 温度有上限吗？

对于人类来说，太阳就是最高温度的代名词。太阳核心温度高达1500万摄氏度，地表温度接近6000摄氏度。是的。

既然如此，不知道大家有没有想过一个问题：我们生活的宇宙中的温度是否存在上限？

从理论上讲，温度没有上限，但温度会有一个临界值。即使温度再高，超过临界值也没有意义。

这个温度极限就是“普朗克”温度，任何高于普朗克温度的物质都没有存在的意义。超过“普朗克”温度，我们的物理定律将失效，除了引力外，任何概念都不存在。

那么，普朗克温度是怎么得到的呢？

• 普朗克温度

其实普朗克温度是科学家根据计算公式推导出来的，公式如下图所示。

在这个公式中，Tp代表普朗克温度，c代表真空中的光速，光速是理论上速度的极限，因此，经过计算得到的值约一亿四千万摄氏度，这自然是设定为温度的上限。

那么，普朗克温度会不会和绝对零一样，只是一个理论上存在但实际达不到的值呢？

当然不是，虽然我们看不到当前宇宙的普朗克温度，但在大爆炸的第一时刻就达到了1.4万亿亿万亿摄氏度。

大爆炸之后，随着时间的推移，宇宙的温度一直在降温。直到30万年后，宇宙的温度才冷却到可以出现光的程度。到目前为止，宇宙的温度已经接近绝对零。

话说回来，140万亿万亿摄氏度到底有多恐怖？

要了解普朗克温度的威力，我们还需要从大爆炸中寻找答案。

根据爱因斯坦的质能方程，我们知道物质和能量可以相互转化，但是我们看到的是物质转化为能量，却看不到能量转化为物质。为什么？

其实是因为能量值不符合转化物质的要求。我们现在的宇宙是由瞬间爆发的超强能量转化而来。

大爆炸的第一瞬间，产生了1400亿万亿摄氏度的高温，这种超级能量转化为宇宙中的各种物质。

需要明白的是，宇宙可以在1400亿亿亿以上的温度下产生，也就是说，在这样的温度下，宇宙也可以瞬间毁灭。

结论

可见，绝对零和普朗克温度都是极其强大和可怕的存在。

负273.15℃的绝对零意味着所有粒子静止不动，任何热量和能量都将不复存在，时间和空间的概念将消失，但幸运的是，我们的宇宙永远不会绝对为零。

普朗克温度也足以形成宇宙。如果未来人类能够将普朗克温度研究透彻，或许我们就会拥有将能量转化为物质的能力，人类才有可能真正成为宇宙的“神”。》。