宇宙最高溫度是1 4億億億億度,為何最低溫卻只有 273度

2022-02-13 10:13:09 字數 5638 閱讀 1990

1樓:艾伯史密斯

根據物理理論的推斷,我們宇宙是存在最高溫度和最低溫度的;由於我們把水的三相點定義為273.16k,在攝氏溫度中把冰水混合物定義為0℃,所以最低溫度就為-273.15℃,最高溫度為1.

416833*10^32 k。

在物理學中,溫度的本質是微觀粒子的不規則運動,當微觀粒子完全靜止時溫度達到最低,也就是0k,或者-273.15℃,但是量子力學和熱力學都認為,絕對零度不可達到,我們只能無限去接近絕對零度,目前,實驗室能製造的最低溫度低至0.000000001k。

根據宇宙大**理論,在138億年前,我們宇宙在大**發生後的第一個普朗克時間,宇宙的所有能量都集中於一點,此時的溫度叫做普朗克溫度,數值高達1.416833*10^32k,也就是1.4億億億億k,為宇宙最高溫度。

此狀態下四種基本作用力已經統一到了一起,甚至亞原子粒子還未形成,目前實驗室利用對撞機可以製造出10萬億度的瞬間高溫,與宇宙最高溫度還差了20個數量級。

溫度的度量尺度是人為規定的,如果從純理論角度出發,開爾文溫標是最合理的,定義最低溫度為0k;而攝氏溫標是為了方便人們使用制定的,定義標況下冰水混合物為0℃,水的沸點為100℃。

對於外星文明而言,對溫度的定義可能與人類完全不同,最低溫度和最高溫度的數值可能存在差異,但是本質上最低溫度和最高溫度都是存在的,因為這是物理學定律決定的,與你如何定義溫度沒有任何關係。

溫度的範圍非常廣,但是人類能接觸到的溫度範圍非常有限,宇宙中幾個標誌性的溫度如下:

(1)最低溫度0k(-273.15℃);

(2)水的三相點溫度273.16k(0.01℃);

(3)太陽表面溫度5500k;

(4)太陽核心溫度1500萬k;

(5)氫彈**中心的瞬間溫度可達2億k;

(6)剛形成的中子星表面溫度可達60億k;

(7)超超星星**的核心溫度可達100億k;

(8)目前人類製造的大型對撞機,可以產生10萬億k的瞬間溫度。

(9)宇宙大**初的最高溫度為1.4億億億億k。

2樓:匿名使用者

夏天到了,我們又要面對高溫的蒸烤了,如果溫度達到30℃,我們就需要靠空調續命,如果溫度超過40℃,我們就有中暑的可能性,在人類歷史上測得的最高溫度發生在2023年的非洲利比亞的權埃爾阿奇亞地區,當地最高溫達到57.8攝氏度,是地球平均氣溫(15℃)的近4倍,是不是感覺很熱?還有平時我們燒開水達到100℃的時候,用手去摸會很燙,如果不幸淋到身上有可能會造成燙傷,在地球上還有很多比較高的溫度,比如紙張燃燒的溫度達到200℃、火災溫度可達400℃、酒精燃燒溫度可達到600℃。

太陽表面溫度高達6000攝氏度

不管是400℃還是600℃,它們與太陽的溫度相比弱爆了,根據科學家分析太陽表面溫度可達6000攝氏度,內部溫度更是達到驚人的1500攝氏度, 目前地球上熔點最高的物質是鉿合金,在標準大氣壓之下它的熔點為4200℃,比太陽表面溫度還要低1800℃,因此理論上將太陽可以把地球給全部融化掉,我們本以為太陽內部的溫度已經高到無法現象,但是宇宙曾經存在一個比這個溫度高得多的溫度,這個溫度就是普朗克溫度,所謂普朗克溫度就是在普朗克時間內宇宙產生的溫度,簡單點說就是宇宙大**一瞬間產生的溫度,這個溫度達到驚人的1.4億億億億度,是太陽內部溫度的(1500萬攝氏度)的幾億億億倍。

太陽內部溫度高達1500攝氏度

不過什麼事情都有兩面性,既然宇宙存在過一個最高溫度,那麼宇宙也應該存在過一個最低溫度,科學家發現宇宙最低的溫度只有-273.15℃,這個溫度也被稱為絕對零度,說到這裡可能就有人感覺疑惑,宇宙的最高溫度可以達到1.4億億億億度,而最低溫度卻只有-273.

15℃,最高溫度和最低溫度相差如此巨大,這到底是為什麼呢?

科學家發現宇宙最高溫度1.4億億億億℃,最低溫度卻只有-272℃

要想知道其中的答案,那麼就必須瞭解溫度的本質是什麼,那溫度的本質是什麼?一提到溫度很多人都認為這麼簡單的概念還要思考,不就是熱和冷嗎,溫度其實就是熱量和寒冷,就這麼簡單,其實這樣思考是片面的,溫度的本質其實是一種分子運動,在我們這個世界上到處都充滿分子,因為分子是組成物質的基本物質,而沒有組成物質的分子就以氣態形式漂浮在地球各個角落。

溫度的本質是分子的熱運動,分子相互碰撞產生了熱量

當分子運動速度很快的時候,分子之間的碰撞就越激烈,碰撞得越激烈產生的熱量就越多,溫度就上升得越快,就好比平時我們用石頭相互碰撞會產生熱量是一個道理,當你撞擊的速度越快,兩塊石頭產生的熱量越多因此也就越熱。相反,如果分子的運動速度越慢,那麼產生的熱量就越少,因此溫度就會下降變冷,這就是溫度的本質。

宇宙大**瞬間產生了普朗克溫度,也就是宇宙最高溫度1.4億億億億度

明白了溫度的本質,那麼我們再來來看看宇宙最高的溫度和最低的溫度,宇宙之所以能夠出現高達1.4億億億億度,那是因為分子的運動速度可以創造出1.4億億億億度的高溫,而那個運動速度就是宇宙大**瞬間產生的速度,就目前為止宇宙中沒有發現比宇宙大**瞬間時分子運動速度更高的物質速度了,因此可以確定宇宙最高的溫度為1.

4億億億億度,但是理論上來講,分子的運動速度是沒有上限的,也就是說如果科技足夠發達,就可以把分子的速度加速到比宇宙大**瞬間的速度還要快,產生的溫度勢必超越1.4億億億億度,而且產生的高溫沒有上限,不過這也僅僅是理論上,因為如何能夠創造比宇宙大**瞬間還高的溫度,那已經不屬於科學的範疇了,已經屬於神的範疇了,畢竟宇宙也有可能是由神創造的。

目前在宇宙中發現最低溫度的地方布莫讓星雲,這裡的溫度為-272℃

然後再來說說最低溫度為什麼只有-273.15℃,既然溫度本質是分子的運動,那麼當分子靜止的時候不就是溫度最低的溫度了嗎,所以當分子靜止的時候,物質就達到最低溫度,也就是-273.15℃,這也就是為什麼這個溫度被稱為絕對溫度,就是物質絕對靜止時產生的溫度,但是宇宙中根本沒有絕對靜止的物質,只有準靜止的物質,因此宇宙也不可能存在-273.

15℃這個絕對溫度,只能存在比這個大的溫度,目前科學家在宇宙中發現的最低溫度是布莫讓星雲,這裡的溫度達到-272℃,儘管如此還是比絕對溫度高1.15℃,因為宇宙不存在絕對靜止的物質,莫讓星雲的溫度能夠達到-272℃,說明這裡的物質運動狀態非常接近靜止了。

分子運動速度快慢決定溫度高低,圖為水分子,水分子運動越快水就越容易沸騰

最後總結:溫度的本質是分子運動,溫度與分子運動速度成正比,分子速度越快溫度就越高,分子速度越慢溫度就越低。宇宙最高溫度之所以可以達到1.

4億億億億度,那是因為分子的運動速度可以達到創造這個溫度的超高速度,而分子運動速度理論上是沒有上限的,因此溫度理論上也不存在上限;雖然分子運動速度沒有上限,但是物質的速度是沒有負值的,所以分子的運動速度有一個下限值,這個下限值就是0,當分子運動速度為0的時候,溫度就達到絕對零度-273.15℃,因此就導致宇宙最高溫度比最低溫度差距極為懸殊的現象。

3樓:土豆地瓜豆角

在宇宙中最高的溫度是1.4億億億億度,最低的溫度很低,那麼最主要的原因就是最高的溫度太高了,所以造成最低的溫度有差別。

4樓:dj林林

因為最高的溫度是很高的,那麼在這種情況下形成的低溫就會偏低一點,這就是為什麼最低的溫度只有-273度。

5樓:職場小吳老師

因為宇宙是一個系統,它的內部有很多結構性的差別,所以有一部分的溫度是-273度

為什麼宇宙中最高溫度達到1.4億億億億度,最低溫度卻是-273度?

6樓:溯源時空宇宙

最關鍵的是人類把冰水混合物的溫度定義為零度,再用這個溫度去衡量最高溫度和最低溫度,所以才會有人對最高溫度與最低溫度差距這麼大感到奇怪。

7樓:小軒愛收集

因為能量可以不斷的升高,所以宇宙中的溫度就可以升到很高,但是能量不可能為負值,當能量接近為0的時候,溫度也才-273度。

8樓:專業回答汽車維修類

這個並不是這樣的,宇宙的高溫是可以測到的,但是最低溫度到了絕對零度後就沒辦法測量了,並不是沒有更低的溫度。

9樓:鍾銘聊科學

在中國古代有一個對於「宇宙」的定義:上下四方曰宇,往古來今曰宙。翻譯過來就是宇宙的「宇」代表的是空間,宇宙的「宙」代表的是時間。

也就是說,宇宙是時間和空間的集合。現代科學中對於宇宙的定義其實和古代中國學者的定義是很接近了,具體來說就是:宇宙是所有時間、空間與其包含的內容物所構成的統一體。

所以,當我們要了解這個宇宙的最高溫和最低溫時,我們就需要從整個宇宙尺度來看。在整個尺度下,宇宙是存在著最高溫和最低溫度的,其中最高溫是1.4*10^32k(1.

4億億億億k,k是溫度的單位卡爾文),最低溫度是絕對零度0k,也就是零下273.15℃。

首先,我們想說說這個最高溫度到底是咋回事?

宇宙大**第一瞬間的溫度關於宇宙起源和演化的理論被稱為標準宇宙模型,如今也被叫做λ-dcm模型,其中λ代表暗能量,dcm代表冷暗物質,這個模型的基礎是宇宙大**模型。按照這個理論,我們知道,宇宙起源於138.2億年前的一場大**。

關於這場大**,我們如今所掌握的關鍵證據一共有三點:

哈勃觀測到的星系紅移宇宙微波背景輻射氦元素丰度

大**起始於一個奇點,如今的物理學無法描述這個奇點。我們只知道,從大**之後,宇宙空間開始劇烈的膨脹,在極其短的時間內,膨脹到了原來的10^30倍。

不僅如此,宇宙大**最早的溫度也是我們所處的這個宇宙的最高溫度,隨著宇宙空間的劇烈膨脹,溫度開始劇烈下降。在我們如今的認知中,時間變化的最小單位是普朗克時間(5.39^-44s)。

宇宙大**的第一瞬間的溫度就是宇宙大**後普朗克時間(5.39^-44s)對應的溫度,這個溫度也被稱為普朗克溫度。我們可以通過理論計算得到這個溫度的數值,也就是1.

4*10^32k(1.4億億億億卡爾文),這就是宇宙的最高溫度。

這個最高溫度來自於炙熱的奇點大**,隨著大**的進行,溫度一直在下降,到如今這個溫度已經很低很低,接近於絕對零度,我們目前還可以利用探測器探測到這個餘溫,大概是2.7k,僅僅比絕對零度高2.7度,是遍佈全天的背景輻射,於是也被叫做宇宙微波背景輻射。

瞭解了宇宙中的最高溫度,那宇宙的最低溫度絕對零度又是咋來的呢?

絕對零度要了解絕對零度,我們就首先需要先了解一下:溫度。我們可以先從微觀的角度來理解溫度。

我們都知道萬物都是由粒子構成的,比如:分子,原子,電子等等。這些粒子實際上不是一動不動的,相反,它們時時刻刻在動。

科學家就發現,我們無法一個個去描述這些粒子,只能用統計學的方法,描述整體的情況。當這些粒子整體運動得更加劇烈,那溫度就會升高,反之,當這些粒子整體運動得不那麼劇烈,那溫度就會降低。

於是,從微觀角度來看,我們就會發現,用粒子的平均動能就可以來描述溫度的情況。因此,溫度的本質實際上是粒子熱運動的劇烈程度。

瞭解的微觀尺度下溫度的定義,我們就不難發現,但粒子的平均動能接近於最小值時,那麼對應的溫度就應該是最低溫度。於是,科學家通過理論計算,其實就可以得到在粒子平均動能最小時,對應的溫度是零下273.15度。

這裡要強調一下,很多人會認為,這個絕對零度對應的不就是粒子都不動時的溫度嗎?粒子都不動,平均動能不也就為0了嗎?

答案其實是否定的,絕對零度時,粒子實際上也還在動。按照熱力學定律,絕對零度是無法觸達的,所以我們測不到絕對零度,只能通過理論得到。而在量子力學中存在著一個基石理論叫做不確定性原理,也有的人把這個理論翻譯是叫做測不準原理。

這是物理學家海森堡提出來的,他發現,粒子的兩個引數,動量和位置是沒有辦法同時測準的。測準了動量,位置就不準了;測準了位置,動量就沒法測準了。

說白了,我們根本沒有辦法同時知道粒子的速度和位置,這是由粒子本身的屬性所決定。如果粒子靜止不動,那我們就可以同時知道它的位置和速度,這是違反量子力學的理論的。因此,實際上,絕對零度時,粒子其實還是在小範圍內振動的,而不是完全不動了。

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