既然宇宙有最低溫度下限,那有沒有最高溫度上限?


溫度的本質是微觀物質運動的劇烈程度。當一個物體內的所有粒子都處於量子力學的最低動能時,運動的劇烈程度降低到了極限,那麼溫度就達到了絕對零度;相反,當粒子的運動劇烈程度高到接近光速時,那麼溫度就達到了最高溫度,即普朗克溫度(1.416833× 10的32次方K)。

宇宙能達到普朗克溫度,應該只有大爆炸那一刻了,因為在大爆炸之前,物質是什麼,時間是什麼,溫度又是什麼。現在的宇宙在膨脹,冷卻,所以現在應該找不到,但理論上是存在的。

這個問題目前還是有爭議的,有人認為有最高,也有人認為沒有最高。剛剛查了一下資料,發現認為有最高的人也不都認為普朗克溫度是最高。

仔細想想,很多想法看起來好像都是對的,又好像都是錯的,誰知道呢。嚴謹地說,這個問題的答案,都只是可能。像之前就有人回答了同樣的問題:https://www.zhihu.com/question/23873182

之前打錯假設了。。。應該是「接近光速」。

(一個有著仰天夢想的文科生 有錯請指出)


我不知道這個問題的答案,但是我想要澄清兩個概念。

普朗克溫度 之所以會有這個東西,是因為當粒子的能量(溫度)增加的時候,它產生的引力也會增加。到了某一個點以後,我們現在已有的引力理論——廣義相對論,會和量子理論出現矛盾:粒子的史瓦西半徑比普朗克波長(可以簡單理解為德布羅意波長)大,那豈不是要變成黑洞?普朗克溫度就是目前物理學理論能夠處理的能量上限,超過這個溫度以後,必然需要一種量子引力理論,但是這東西已經是N年搞不出來了。但是你不會算不代表這個東西不存在,超新星還沒人會算呢,總不能說超新星不存在。。。

負溫度 這個東西出現是統計物理裡面定義造成的。正常情況下肯定是在低能級的粒子多,高能級的粒子少,所以高能級的粒子越多說明系統越熱。但是如果這個系統的能級有一個上限,你進一步加熱它(感謝評論指出負溫度不能通過加熱得到,這裡是指提高系統的總能量),粒子全往最高的能級上堆,拿原來的定義就會算出來負的溫度。一個很簡單的例子是激光器,只有三四個能級,靠泵浦光實現粒子數反轉。但是問題是,宇宙是一個有限能級系統嗎?


回答里的都是些什麼東西……

溫度的定義有兩種,一種是通過做功定義的熱力學溫標,這種溫度定義的前提是體系內包含了大量的粒子,在熱平衡態條件下可以定義溫度。在這種定義下,根據熱力學第三定律,絕對零度不可能達到,因此有溫度下限。但是這個東西顯然是沒什麼上限的,通過做功能夠源源不斷提高體系內部的內能。如果考慮宇宙尺度,那麼做功的工質和循環過程和熵增都不可忽略,早就偏離定義了。

第二種是用粒子的平均平動能定義溫度,也就是大部分答案里說的粒子運動的劇烈程度。一般來說大部分粒子的運動速度都遠小於光速,所以動能也就是1/2mvv,但是粒子運動速度接近光速的時候會有相對論效應,速度不能無限增長但是能量可以無限增長,用平均平動能來定義的話溫度的上限還是無窮大,所以依舊沒有上限。

@ESZY 里說粒子達到光速就到了普朗克溫度,這是推翻了相對論的說法,我一點都不懂,相對論要求有靜質量的粒子速度必須小於光速。 @drapeaublanc 說的比較清楚,普朗克溫度只是我們現有物理理論里的一個參量,不能算不代表不存在,但是不知道為什麼贊那麼少……

所以如果想讓第一種定義下的溫度儘可能的高,請把空調反裝並關好門窗,保證充足的電力供應,電從哪來我就不管了。

如果想讓第二種定義下的溫度儘可能的高,那就看人類的加速器技術怎麼樣了,裡面的粒子越接近光速溫度就越高。不過要想到普朗克溫度怕是要再等五百年。


熱力學定律(統計物理李洪芳):

-0K 高於

-1K 高於

-10000K 高於

-無窮大 高於

+無窮大 高於

量子力學(原子物理王老師):

普朗克溫度 高於

1億K(氫核聚變)

1百萬K(原子彈裂變)

6000C(太陽表面)高於

3500C(化學放熱上限)高於

1500C(日常生活上限)高於

100C (沸水)高於

37C(體溫)高於

25C(適宜舒服的氣溫)高於

0C(冰水)高於

-80C(地球表面最低自然溫度)高於

-196C液體空氣 高於

-273C超導汞 「等於」 0.15K 高於

+0K極限最低溫度


給回答普朗克溫度的同學補齊:

本宇宙最高溫度為普朗克溫度。

其它宇宙物理定律未知。


普朗克溫度


無限這個東西是個數學概念,而數學是人造的,不是自然科學。自然科學我想大概都是有限的,例如空間,速度,原子數量,我想不到哪個自然科學的屬性是無限的?


我認為這個問題無法回答。

人類的認知依然存在巨大的局限性。

所謂絕對零度的定義是來自量子動能理論,

但沒有哪個物理學家敢說,量子理論是認識宇宙的終極理論。

同樣,若粒子達到光速時達到普朗克溫度,那麼有沒有超光速呢?

再腦洞一點,光速到底是個什麼標準?宇宙的度量真是以光速為標準?

我認為不見得,這僅僅是人類目前能理解和發現的極限吧。

有位答主提的問題特別好,宇宙是一個有限能級系統嗎?

總之,現在談宇宙最高溫度和最低溫度,有點坐井觀天啦。


宇宙大爆炸那一刻,溫度達到無窮大;宇宙大爆炸後10負44次方秒,溫度約為10000兆兆兆(一兆等於一萬個一億)度


普朗克溫度的另一個解釋:宇宙大爆炸在達到一個普朗克時間時宇宙的溫度。研究超過普朗克溫度的東西是沒有意義的。當然如果誰清楚宇宙大爆炸之前的事情除外


我覺得有最低溫度開爾文那個,

因為,熱力學的方程,可以檢驗啊,挺好用的。

定壓過程,理想氣體,查理定理,用得挺好,

至於最好溫度,難以想像了,在那個狀態的溫度還有其意義么?


路過……一隻小白……

不會無窮大,上限嘛,用光速來算一下吧!再熱,也不能讓一個原子瞬間超光速呀!

我是小白,個人理解……


普朗克溫度,宇宙大爆炸第一瞬間溫度


溫度是對物質分子的平均動能的描述,如果分子動的快,溫度就高,所以我覺得應該沒有上限。

另外,好像有負熱力學溫度這麼回事,具體意義就不太清楚了,坐等物理帝闡述。


上限?我想到兩個上限來推算,一個是速度上限,粒子運動速度為光速來計算溫度上限。另一個是質能公式計算黑洞得到上限。


嗯可能是會讓星球融化的溫度??

不明白為什麼要我來回答

溜了溜了


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