温度是描述一个物体的冷热程度的物理量,现代物理学告诉我们,温度的高低取决于物体内部的微观粒子运动的激烈程度,即粒子运动得越激烈,其温度就越高。
在热学力中,温度的单位为“开尔文”,通常用字母K来表示,它将绝对零度定义为零点。我们可以简单的理解为,当物体内部所有粒子的运动都停止了,就达到了所谓的“绝对零度”,也就是热学力中定义的0开尔文(K),0K约为-273.15摄氏度。
显而易见的,绝对零度就是温度的下限,因为只有所有的粒子都“不动”了,才可以达到这个温度,在这种状态下,任何能量的扰动都可能使粒子重新开始运动,从而导致温度上升。而在宇宙中能量是无处不在的,根据能量守恒定律,能量只会互相转换,但绝不会消失,也就是说任何物体内的能量都不可能为零,因此绝对零度是不可能达到的温度。
那么既然温度的下限为绝对零度,那么温度会有上限吗?宇宙的最高温度是多少?但从理论上来讲,普朗克温度并不能说是温度的上限,通过前面的介绍,我们可以知道当一个物体内部粒子的运动速度达到了极限,这时的温度也就相应的达到了极限。我们都知道光速是速度的极限,那么与之对应的,当一个物体内部的粒子的运动速度达到光速的时候,这时它的温度才能被称之为上限。
根据相对论效应,一个有质量的粒子是不可能达到光速的,当它的速度接近光速的时候,它的质量会无限的增加,相应的它所携带的动能也会无限的增加。而一个粒子运动的激烈程度是与它自身的动能是成正比例关系的,所以只要有能量持续的输入,那么一个物体的温度是没有上限的!
但是所谓的无上限的温度只是理论上的东西,实际上我们还是要尊重已知的事实,即在我们所处的宇宙中,温度的下限为绝对零度,它不可能达到,只能无限的接近。而宇宙中的温度上限则为普朗克温度,这是本宇宙所能产生的最高温度。
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