网友提问:
宇宙中最高的温度能达到多少?目前最高的温度是多少?
优质回答:
关于这个问题,首先要知道温度究竟是怎么回事。从化学上来看,原子、离子和分子是物体的基本组成。组成物体的粒子的热运动是物体产生温度的根本原因,所以温度的高低表示了粒子热运动的平均动能的大小。如果粒子热运动的平均动能越大,即粒子的热运动越剧烈,则温度也越高。可见,粒子的平均动能决定着温度的高低。
由于不确定性原理,粒子的热运动不可能会完全停止下来,所以温度有一个下限,那就是绝对零度,它被定义为0 K,或者相当于-273.15 ℃。再根据狭义相对论,组成物体的粒子的运动速度不可能达到光速,所以温度有一个上限,那就是普朗克温度,其大小约为1.4×10^32 K。或者根据黑体辐射理论和物理学的基本长度,物体辐射出的电磁波的波长只能大于等于普朗克长度,所以普朗克温度是温度的上限。
目前的理论认为,只有在宇宙大爆炸的普朗克时间(5.4×10^-44秒),温度才有达到过普朗克温度。目前在宇宙中已知最高温度是在双中子星合并过程中产生的,温度为3500亿度。而人类制造的最高温度比这还高,大型强子对撞机把高速运动的质子和原子核相撞,产生的最高温度可达10万亿度。
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当今没有任何人能准确的回答这样的问题。因为,人类远没有了解宇宙的皮毛,更何况具体问题。现在对宇宙下的任何结论都基于狂想,哪怕你掌握了一定的所谓科学手段,现在世界上有几个人弄懂了什么叫科学呢?
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看了几个别人的回答,忍不住要回答一波了。
说什么普朗克温度都狭隘了,热力学解释的只是物质粒子温度。在宇宙中最高温度是没有上限的,因为还有黑洞、超新星两个存在,所以要从物理角度解释。
热力学温度的基础是粒子运动,就是单纯的运动产生热,叫做热运动都是狭隘的。
产生热的根本要素只有一个,那就是——压力。
当我们拿着锤子砸铁,砸钉子,砸石头时,施加的只是单纯的压力。
图:砂轮切割,也是压力
当我们那锯子锯木头时,看似是施加的摩擦,其实还是压力。是锯齿的来回压迫了木头。
再有就是雪糕在夏天会冒热气,这个也是压力产生的。水分子结冰要的不只是零度,还有标准大气压这个环境。
在物理中:没有热运动,只有运动产生热。没有普朗克温度,没有最高,只有更高。
霍金说有黑洞,黑洞是大质量恒星坍缩而成的,在黑洞里已经没有粒子了,没原子,没有中子质子,没有夸克。因为天体物理学家们在寻找白矮星、中子星、夸克星,这些致密天体都不是黑洞,黑洞的巨大压力已经压碎了夸克。
连夸克都没了,你跟人说普朗克温度,这是不是扯
目前,宇宙中最大的黑洞还没有找到,甚至连想象都无法想象。那么黑洞的压力大到什么程度,其内部温度就能高到什么地步。
再说超新星
超新星是大质量恒星核聚变结束后,内部失去了高热,表层物质极速往中心坍塌,挤压,就跟小孩子玩的摔炮是一样的,使劲儿摔在地上,压力挤压炸药发生了爆炸。
大质量恒星死亡时表层物质坍塌也会对中心造成巨大的压力,从而发生爆炸。爆炸的原理就是分子、原子、中子、质子等粒子被高压给挤碎了。这个叫做引力干掉了强核力、弱核力、电磁力。
在于宇宙中,真正的王者之力就是引力。爱因斯坦说引力是物质扭曲了时空。
但他并没有说物质是如何扭曲时空的,怎样扭曲时空的。所以他的理论只是在描述表象,并没有谈到物质和时空的关系。
在物理学中,有正反粒子碰撞湮灭说法,这个也得到了证实。那么湮灭是什么呢,就是能量质量消失了,虽然也有释放一部分,但多数还是没了,不知道去了哪里。否则不能叫湮灭,只能叫消散,分解。
正反物质粒子为何会湮灭
我不是科学家,我不敢猜测,但是我觉得应该跟“时空”有关系。时空原本是均匀的,以前的牛顿就是这么认为的,不管是时间还是空间,在牛顿那里不扭曲。
爱因斯坦不认为时空是均匀的,他认为时间可以快慢不同,空间也可以拧巴扭曲。行星环绕恒星做圆周运动,就是行星的质量和速度与所处时空达到了平衡,所以才不会逃离,不会掉进太阳。
这个很好理解,就如同一块木头我们扔到水里,可以在木头上加铁,等木头的密度跟水的密度一致时,就会停在水中某一高度。
大海的水深浅不同,水的密度和压力也不同,我们扔一块跟水面密度差不多的物体下去,这个物体无论如何也沉不到海底,但它也不会浮出水面,而是停留在一定的高度,这就是物体与那个高度深度的水达到了平衡。
再有就是气球,我们松开手气球会往天上飞,若不考虑气球材质,认为它不会爆掉,那么气球也不会飞到大气层顶端,而是停在一定的高度。
飞机,鸟儿在天上飞,道理也是一样的,是其下方的气流密度超过了飞机鸟儿自身密度,这才将其托在天上。
行星绕恒星公转,其轨道所在就是它自身质量和速度与周围的时空达到了平衡。
人类发射的卫星也是一样的,上天之后,若想在某一个高度在轨运动,只需要调整自身的速度就可以了。
这个速度其实就是物质对时空施加压力,和物质自身质量扭曲时空是一样的,两个都是在挤压,扭曲时空。就像飞机,鸟儿压缩身下的空气,就像船只压缩水面。
既然物质能对时空施加压力,能扭曲时空,这说明物质和时空的关系类似飞机与空气,类似船只与海水河水。
那么,物质和时空在更高维度上,它们其实是一种东西。时空在达到特殊的条件会崩塌,崩塌的碎片就是我们所认为的物质,能量。
时空崩塌了一块,周围的时空挤压过来填补。而物质既然和时空同源,它处在时空中,也会挤压时空,从而改变时空的密度。
这就是爱因斯坦的物质扭曲时空的原理。当然,这是我个人脑补的,猜测的。
既然物质时空同源,正反粒子碰撞湮灭,就是物质粒子又转化成了时空(可能存在时空粒子)。
好了,到最后了
我们知道了时空是什么,也就能理解宇宙是什么了,最高层次的存在还是时间和空间。
那宇宙中最高温度是多少度呢?那就是时空破碎时的温度。
怎样破碎时空?可能是宇宙奇点大爆炸,可能是超新星爆发,可能是黑洞爆炸。
我依旧认为,宇宙内的温度没有最高,只有更高。
至于温度的下限,有说是绝对零度的,可那个依旧局限在物质分子,原子,中子,质子,电子层面。
绝对零度是物质的最低温度,并不是宇宙的最低温度。
上下四方为宇,古往今来为宙。
宇就是空间,宙就是时间。宇宙是时空,最高温度就是宇宙崩塌时的温度,所以多高已经没有意义了,宇宙都崩塌了,我们也就不存在了。
文/杨三
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宇宙中最高的温度能达到1.416833×10^32K,也就是构成本宇宙所有物质的爆炸释放能量的极限温度(宇宙大爆炸了极限温度)。宇宙中最低温度一273.15℃。目前宇宙中测量到最高的温度,就是超新星爆炸释放的能量使温度达到20亿℃(高度文明智慧人类(外星人)测量到了。