温度居然有上限？1.4 亿亿亿亿度，为什么是宇宙中温度的极限？

99% 的人只知道温度有下限，绝对零度零下 273.15 度，可几乎没人知道，温度还有理论上的绝对上限，1.4 亿亿亿亿摄氏度，超过这个温度，不会有物质熔化，不会有能量爆炸，而是更彻底的崩溃：时间、空间、引力、量子力学，所有我们已知的物理定律，会全部失效。

这个上限叫普朗克温度，1.4168×10³² 摄氏度，也就是1.4 亿亿亿亿度，它比伽马射线暴的核心温度，还要高上万亿亿倍，两者的差距，比人体体温和太阳核心的差距，还要大得多得多，如果把普朗克温度比作一座一万米高的大山，那伽马射线暴的百亿亿度，就是山脚下一粒不到 1 毫米的沙子，太阳核心的 1500 万度，连分子都算不上。

想理解为什么有上限，你得先搞懂两个最基础的问题：温度到底是什么？普朗克尺度又是什么？

很多人以为温度是冷热的程度，其实它的物理本质是：粒子热运动的剧烈程度，物体里的原子、分子，每时每刻都在不停地震动、运动，运动越剧烈，平均动能越大，物体的温度就越高。 加热物体，本质上就是在给粒子加速；降温，就是让粒子慢下来。

绝对零度，就是所有粒子都停止热运动的状态，严格来说是量子基态，不是完全不动，所以它是下限，那上限呢？上限就来自粒子运动的极限，当粒子的动能高到某个程度，它的物理尺度，会触碰宇宙的最小边界。

物理学里，有一个有意义的最小长度单位，叫普朗克长度，大约是 1.6×10⁻³⁵米，一个原子核的直径大约是 10⁻¹⁵米，普朗克长度比它还要小 20 个数量级，也就是小一百亿亿倍，在这个尺度以下，引力、时空、量子力学，所有我们已知的物理定律全部失效。

我们不知道时空在这个尺度下还是不是连续的，也不知道粒子还能不能保持粒子的形态。就像一把尺子最小的刻度是 1 毫米，你非要量 0.1 毫米，不是不存在，是尺子已经失效了。 普朗克长度，就是我们现有物理这把尺子，最小的那道刻度。

现在把两个概念合起来，答案就出来了，温度越高，粒子热运动越剧烈，动能越大，对应的物质波波长就越短，温度不断升高，波长就不断缩短。当温度高到刚好让粒子的波长等于普朗克长度的时候，这个温度，就是普朗克温度。

再往上升高呢？

波长就会比普朗克长度还短。 到了这个尺度，我们所有的物理定律全部失效，时空本身是什么样子都不知道，“温度” 这个宏观物理量，自然也就失去了意义，不是温度不能更高，是更高的温度，已经不在我们现有物理的描述范围内了，我们没法定义它，没法描述它，也没法理解它，就像你问 “比绝对零度还低是什么？” 一样，不是不能更低，是温度的定义本身就不成立了。

人类永远造不出普朗克温度，可宇宙本身，在诞生的瞬间，达到过这个终极温度，138 亿年前，大爆炸发生的瞬间，整个宇宙的所有物质和能量，都压缩在一个普朗克长度大小的奇点里，从大爆炸开始后的第一个时间单位，也就是普朗克时间（约 10⁻⁴³ 秒），整个宇宙的温度，刚好就是普朗克温度。

这是宇宙历史上，温度最高的瞬间，也是唯一一次达到普朗克尺度的温度。

那之后呢？

宇宙开始急速膨胀，空间快速拉大，所有粒子的波长都被膨胀拉长，能量快速稀释，温度断崖式下跌。 只用了不到一秒，温度就跌到了万亿亿度； 到了 38 万年，温度降到了 3000 度，电子和原子核结合成原子，宇宙变得透明，第一束光得以传播。

138 亿年后的今天，宇宙的平均温度，已经降到了 2.725 开尔文，也就是零下 270.425 度，只剩下大爆炸残留的微波背景辐射。 从 1.4 亿亿亿亿度，到零下 270 度，从炽热的奇点到冰冷的星海，这就是宇宙 138 亿年的降温史。

很多人会问：人类用对撞机，能不能造出普朗克温度？ 差得远，差到根本不是一个量级。 目前人类最强大的大型强子对撞机 LHC，把重离子加速到接近光速对撞，能造出的最高温度大约是 5.5 万亿摄氏度。

听起来很高对吧？

可和普朗克温度比，差了整整 26 个数量级，也就是差了百亿亿亿倍。 相当于你手里有 1 块钱，想攒到全地球所有财富加起来那么多，差了不知道多少倍，就算把整个太阳系的物质全部转化成能量，用来加速一个粒子，都未必能达到普朗克温度。 这不是技术瓶颈，是能量尺度的本质差距。

如果有一天，我们真的发现了超过普朗克温度的状态，那不会是简单的 “温度更高了”，而是我们发现了普朗克尺度之下的新物理。

现在的物理学，有两大支柱：一个是描述宏观引力和时空的广义相对论，一个是描述微观粒子的量子力学。 这两个理论在各自的尺度里无比精准，可一到普朗克尺度，就全都失效了，而且互相矛盾，我们不知道引力在量子尺度下是什么样的，也不知道时空在极小尺度下是什么结构。这就是物理学最大的乌云：量子引力。

普朗克温度，刚好就是这个边界的温度，超过它，就意味着我们进入了量子引力的尺度，那时候时空可能是离散的，可能有额外的维度，可能引力和其他力会统一成一种力，可能所有的物理规律都会彻底改写。

弦理论、圈量子引力、M 理论，这些前沿理论，都是在尝试描述这个尺度的物理。但它们至今都没有任何实验证据，都还只是数学猜想，所以说，普朗克温度不是温度的终点，是我们现有物理的终点，终点之外，是未知的全新世界。