打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
为什么零下273度是最低温度,1.4亿亿亿亿度是最高温度?

理论上,不但低温有下限——绝对零度,而且高温也有上限——普朗克温度。关于温度的极限,需要来了解一下温度究竟是怎样的概念。

从宏观上来讲,温度高低反映的是冷热程度。但在微观上,物体之所以会有冷热的现象,其根本原因是微观粒子的热运动。因此,温度其实度量的是热运动剧烈程度。粒子的热运动包括平动、转动以及振动,所以粒子的总动能也由平动动能、转动动能以及振动动能所组成。以气体分子为例,如果某种气体分子的平动自由度、转动自由度和振动自由度分别为t、r和s,那么,平均总动能为:

其中k为玻尔兹曼常数,T为温度。

可以看到,平均总动能与温度呈正相关。那么,平均总动能的上下限也决定着温度的上下限。

如果所有的热运动完全停止下来,物体也就不会有热量产生,所以温度将会降到最低的绝对零度,大约为-273.15 ℃。但量子力学禁止粒子绝对静止,所以温度不可能下降到绝对零度。人类在实验室中所实现的低温也只是在不断接近绝对零度,目前的最低温度比绝对零度高出100亿分之一度。

另一方面,如果平均总动能不断升高,温度也会随之升高。根据狭义相对论,动能会随着速度趋于光速而变得无穷大,那么,这是否意味着温度可以无限高呢?

如前所述,温度是有上限的,不会无限升高。因为粒子的热运动剧烈到一定程度时,其史瓦西半径将会大于普朗克长度,这就会引发坍缩成黑洞,自身将会进入无限小的奇点中。因此,目前的物理学理论只能解释到普朗克温度。如果要探讨比普朗克温度更高的温度,需要量子引力理论,而这是目前所无法做到的。

理论计算出来的普朗克温度约为1.4168×10^32 K,超过1.4亿亿亿亿度,只有在宇宙诞生的第一个普朗克时间(5.3912×10^-44秒)才有达到过这个温度上限。

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
宇宙中最冷的地方在哪儿?没想到竟在地球上,温度低达38皮开尔文
为什么宇宙中最高温度有个上限,最低温度也有个下限,谁规定的?
宇宙中最高的温度是多少?最低温度是多少度?
为什么宇宙最低温度是零下273℃,最高却是1.4亿亿亿亿度?涨知识了
宇宙最低温度和最高温度为什么不对称?
温度的下限是绝对零度,那温度的上限是什么?
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服