为啥最低温只能达到 -273.15°C,高温却能上亿亿摄氏度?
虽然有点抽象,但温度的本质是微观粒子运动的剧烈程度。粒子蹦哒得越欢,温度就越高,粒子越老实,温度就越低。
✔ 所以温度的下限,理论上是粒子一动不动的状态
一定质量的气体,温度越低,压强越小。当压强趋近于零时,粒子就一动不动了,这个理论值就是绝对零度,换算后就是 -273.15°C。
但是这只是理论值,只能无限接近,但无法达到。在现实宇宙中,已知最冷的天然之处是旋镖星云,位于半人马座,距离地球约 5000 光年能达到 -272°C。
✔ 高温无上限,是因为粒子动能无上限
虽然光速是物体运动速度的极限,但当粒子的速度接近光速时,动能会趋向于无穷大,温度也就无限大。
2012 年,大型强子对撞机以略低于光速运动的重离子碰撞在一起时,产生了 5 万亿 °C 的高温,这是迄今测量到的最高温度。
虽然在极高温度下,比如在接近普朗克温度 (约 1.4 亿亿亿亿 °C) 时,现有的物理理论可能会失效,但温度依旧不存在上限,还能更高。