中文字幕理论片,69视频免费在线观看,亚洲成人app,国产1级毛片,刘涛最大尺度戏视频,欧美亚洲美女视频,2021韩国美女仙女屋vip视频

　　如果問物理學(xué)家，溫度是什么?他們能給出準確的定義：溫度就是粒子運動的速度，粒子運動越快，溫度就越高;粒子運動越慢，溫度就越低。當(dāng)粒子完全停止運動時，溫度就達到了最低——絕對零度。那么，宇宙中是否存在與絕對零度相對應(yīng)的最高溫度呢?對此，物理學(xué)家的意見并不統(tǒng)一。

　　理想的最高溫度

　　一些物理學(xué)家認為最高的溫度是普朗克溫度。根據(jù)溫度的定義，粒子速度越快，溫度就越高，那么粒子的最快速度是多少呢?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，因此最快的速度就是光速。而在加速的過程中，粒子的質(zhì)量會趨于無限大，當(dāng)達到某個臨界值時，就會向內(nèi)坍塌成黑洞。此時，物質(zhì)被黑洞吞噬，它們自身所具有的物理信息都會被抹去，粒子也不再存在速度，所謂的溫度乃至最高溫度也就不存在了。按照這個理論，算出的最高溫度就是普朗克溫度，大約為1.41679×10^³²K。

　　宇宙中最高溫度計算的另一個競爭者來自弦理論物理學(xué)家，他們認為這個溫度應(yīng)為10^³²K，比普朗克溫度稍微低一點。弦理論物理學(xué)家認為宇宙中最基本的東西不是粒子，而是極小的線狀“弦”(包括有端點的“開弦”和圈狀的“閉弦”)，是弦的不同振動和運動產(chǎn)生出各種不同的基本粒子乃至世間萬物。

　　弦理論認為，在宇宙大爆炸的最早期，4種基本力(引力、電磁力、強核力、弱核力)是統(tǒng)一的，此時世界是一片虛無，沒有粒子沒有弦，也就不存在溫度這種說法。當(dāng)宇宙處在10^³²K這樣極高的溫度時，引力與其他基本力分離開來，隨著宇宙進一步脹大和冷卻，其它3種力也開始分離。接著，溫度繼續(xù)下降，弦振動產(chǎn)生了自由夸克、輕子和光子，夸克組合成質(zhì)子和中子，然后組成原子核，現(xiàn)在我們看到的世界萬物都是在宇宙溫度冷卻后才形成的。

　　近年來，又有人提出，在量子熱力學(xué)中，某些系統(tǒng)可以達到“負溫度”。而“負溫度”比任何正溫度都要熱，如果負溫系統(tǒng)和正溫系統(tǒng)相遇，熱量將從負溫系統(tǒng)流向正溫系統(tǒng)。明明是負溫度，怎么會比正溫度還熱呢?

　　我們都知道，隨著溫度的升高，原子的能量也升高，原子的運動就會激烈，無序度就會增高。在低溫時，高能量原子的數(shù)目總是少于低能量原子的數(shù)目，所以隨著溫度的升高，高能量原子數(shù)目逐漸增多，原子的混亂度也隨之增加。

　　但是，當(dāng)所有原子的能量無限增大后，會出現(xiàn)一個反常的現(xiàn)象，那就是原子的混亂度會隨著溫度的繼續(xù)升高而降低，變無序為有序，這種溫度越高、混亂度反而降低的狀態(tài)就稱為負溫度。而根據(jù)我們的推理過程，負溫度的熱量和溫度都比正溫度還要高。也就是說，如果“負溫度”真的存在，它會比普朗克溫度更高。

　　宇宙的最高溫度

　　不過，以上都是理論的最高溫度，現(xiàn)實生活中，我們見到過這樣高的溫度嗎?

　　物理理論說宇宙大爆炸早期的溫度是最高的，那么當(dāng)時的溫度有多高呢?研究人員可以通過研究從宇宙微波背景(“大爆炸”遺留下來的熱輻射)傳播到地球的光子來測量宇宙中的溫度，當(dāng)光子傳播到宇宙各處時，會吸收所經(jīng)之處的能量，研究人員可以檢測和測量這種變化，并使用它來計算溫度。而根據(jù)宇宙微波背景的結(jié)果計算，宇宙所能達到的最高溫度只有10^²⁹K，只有普朗克溫度的千分之一。

　　那么人類制造出來的溫度有多高呢?人類最早燃起的火堆灰燼在南非的奇跡洞被發(fā)現(xiàn)，距今已有100萬年歷史，這也是智人第一次制造出高溫物體，其核心溫度可以達到900℃以上，足以將獸骨完全燒熔。如果把易燃物裝在通風(fēng)的爐中，1100℃的焰心溫度就超過了銅、錫和鉛的熔點。

　　在爐子中燃燒的火焰能達到的最高溫度是2000℃，是由焦炭創(chuàng)造的。焦炭是煤提純后的產(chǎn)物，把煤隔絕空氣高溫烘烤，脫水、脫氣、脫油后就制成了焦炭。焦炭比普通的燃料能進行更完全的氧化反應(yīng)，產(chǎn)生更多的熱量。

　　要在開放環(huán)境中獲得2500℃以上的高溫，我們就需要新的燃料了：氫氧混合氣體能產(chǎn)生2570℃以上高溫，產(chǎn)生透明到淡藍色的烈焰;乙炔在氧氣中燃燒的溫度可達3330℃，足以熔化任何常用的金屬;二氰乙炔在氧氣中燃燒則達到了化學(xué)反應(yīng)的極限高溫——4990℃，常壓下足以熔化所有已知物質(zhì)。

　　與核反應(yīng)相比，化學(xué)反應(yīng)能產(chǎn)生的溫度簡直是小巫見大巫。1945年，美軍將兩顆原子彈分別投放到日本長崎和廣島，產(chǎn)生了100萬～500萬攝氏度的高溫，其熱浪將周邊的物體在一瞬間燃燒殆盡。原理為核聚變的氫彈產(chǎn)生的溫度又比原子彈高得多，1954年，第一顆實戰(zhàn)氫彈“Castle Bravo”爆炸成功，中心溫度達到3.5億攝氏度，巨大的蘑菇云在1秒鐘之內(nèi)就沖上了7.2千米的高空。

　　如果能控制核聚變的數(shù)量和速率，疊加多個核聚變反應(yīng)，能產(chǎn)生的溫度會更高。為了追求可控核聚變，通過激光脈沖聚焦后產(chǎn)生慣性約束是一個不錯的方案。為此，20世紀六七十年代，美國的桑迪亞國家實驗室開發(fā)出了世界最強大的高頻電磁波發(fā)生器，它最高可以制造出20億攝氏度的超級高溫，相當(dāng)于大質(zhì)量恒星瀕死時的核心溫度。

　　但這一紀錄也已被打破：美國原子能委員會下屬的布魯克黑文國家實驗室制造出的自旋極化質(zhì)子對撞設(shè)備，可以將周期表上的任意原子核加速到相對論速度，并且通過對撞，產(chǎn)生大概1萬億攝氏度的高溫，也就是天文學(xué)中中子星融合時的溫度的3倍。

　　如果運用相似的原理，將粒子的速度提高到接近光速的時候再讓其相撞，又能產(chǎn)生多高的溫度呢?隸屬于歐洲核子研究中心的大型強子對撞機，能讓2束以接近光速的速度傳播的高能粒子流相撞，在這個過程中曾產(chǎn)生10萬億攝氏度的高溫。這個溫度相當(dāng)于宇宙模型中，宇宙大爆炸后萬分之一秒時的溫度，這也是人類迄今制造過的最高溫度。

　　可以看到，人類制造出的最高溫度與理論的最高溫度還有很遠的距離，就連宇宙也不曾出現(xiàn)過理論上的最高溫度，絕對高溫也許只存在于科學(xué)理論中。