1.4億億億億度,宇宙溫度的上限?那下限又是多少?溫度是自然界中七大物理量之一,138億年前宇宙大爆炸的瞬間,溫度到達了1.4億億億億度,這一刻被認為是宇宙最高溫度,又被稱為'普朗克溫度'。
那么宇宙的最低溫又是多少呢
在宇宙中,最低溫度又稱絕對零度,即零下273.15℃。一旦達到這個溫度,所有粒子都會停止運動,物質(zhì)也會喪失基本形態(tài),量子力學的不確定性原理將被打破,時間和空間也失去了意義,所謂宇宙也就不復存在。不過這是一種理想狀態(tài),靜止是相對的,也就不存在絕對的靜止狀態(tài)。而且,粒子具有不規(guī)律性,它們會永無休止地發(fā)生振動,其之間位置也在不斷的變化,所以,動能永遠不可能為0。'回力棒星云'是目前發(fā)現(xiàn)的宇宙最冷的地方,里面的溫度為零下272°,僅比絕對零度高1度。
顯然不管是宇宙最高溫,還是最低溫,都不是人類可以輕易到達的地方,那科學家是如何確定這兩個數(shù)值的呢?
從微觀的角度來看,宇宙萬物都由粒子組成的,粒子們每時每刻都在發(fā)生運動,不過,每個粒子運動的速度是沒有辦法依次測量的,但若采用統(tǒng)計方法,從整體上分析粒子的平均動能,就會一目了然,科學家們發(fā)現(xiàn),平均動能越大,溫度也會越高;平均動能越小,溫度也會越低。所以,'溫度的本質(zhì)就是粒子的運動',當粒子運動到最快的時候,就是溫度的上限,粒子運動靜止的時候,就是溫度的下限。
前面提到,宇宙最高溫度是普朗克溫度,源于138億年前宇宙大爆炸,1.4億億億億℃,也是目前宇宙的溫度上限。根據(jù)相對論'速度越快,質(zhì)量越大',除光子以外所有的粒子都達不到光速,只能趨近光速,而在這個過程中,粒子的質(zhì)量會趨于無限大,當達到某個臨界值時,就會向內(nèi)壓縮成黑洞,此時,物質(zhì)陷入時空奇點內(nèi),溫度也就沒有了概念。所謂溫度的上限也就不存在了,不過,如果發(fā)現(xiàn)新規(guī)律或者新宇宙,現(xiàn)在'溫度的上限'也許就會被改寫。
地球上,人們在對撞機里找到了'粒子運動速度最快的地方',目前在最先進的大型強子對撞機里,粒子高速運動的瞬間溫度可達10萬億℃,在追尋絕對零度的過程中,科學家昂內(nèi)斯教授,通過壓縮氮氣節(jié)流預冷氫的方法也最終得到了-268.95 °的低溫。
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