为什么最高温度能达到1.4亿亿亿亿度,而最低温度却只有
138亿年前,一个神秘的奇点发生了大爆炸,随之宇宙诞生了。诞生后的宇宙在膨胀的同时也在形成各种物质,天体,星系等,同时也诞生了各种各样的法则,比如空间法则,时间法则以及温度法则。
对于空间和时间,我们了解得还极其少,尤其是时间,直到现在科学家也无法真正证明它是存在的。因为爱因斯坦曾经有预言:时间有可能并不存在,它只是人类的意识反应。而我们现在所认知的时间也只不过是人类自己定义的。
相对于空间和时间的神秘和复杂,温度就要相对简单了许多,因为它是我们每天,每时每刻都可以真切感受到的事物。我们人体本身就有温度,而且地球也是一个温度适宜的星球,而这些温度是由太阳带来的。
古时候的人们虽然也知道温度的存在,但是那个时候很少有人会去思考,温度的升高和降低是什么因素导致的?直到人类走进科技时代之后,很多的科学家开始思考这个问题,温度为什么会升高和降低?最高的温度能达到多少,最低的温度又能够达到多少?
对于温度的极限,相信很多朋友都知道绝对零度,它是温度的下限值,约零下273.15摄氏度。在热力学定律中,这是一个只能不断靠近而无法到达的温度,它跟光速极限论一样,只是一个理论上存在的极限值。在现实世界中,科学家也没有发现真正的绝对零度。
宇宙背景的温度很零,可也只能达到零下270摄氏度,而人类依靠科技的力量,也能够创造出非常接近绝对零度的超低温。可是直到现在,我们仍然无法实现绝对零度,可见它有可能真的只是一个理论上的最低温度。那么温度为什么上升和下降呢?
其实要搞明白温度的变化本质,我们就需要走进微观世界,当人类开始走进微观探索领域之后,温度的一些本质已经被我们破解了。现在我们已经知道,温度的变化是由分子的热运动剧烈程度决定的。
相信大家都知道,世界万物都是由基本的微观粒子组成,而粒子时刻都在动,没有绝对静止的粒子存在。粒子热运动的快速就决定着物体温度的高低。当粒子的平均热运动不断加剧的时候,物体的温度就会不断上升。反之,当粒子的热运动不断下降的时候,物体的温度也会不断降低。
从理论上来讲,粒子的运动有一个极限,那就是停止不动。当粒子热运动完全停止,动能消失的时候,温度也就降到了极限,它就是绝对零度,也就是零下273.15摄氏度。可根据量子力学的不确定性原理,我们明白,粒子是不可能静止下来的,它永远都在运动状态当中。所以绝对零度只是一个理论值,在现实中无法实现的一个温度。
现在我们知道了温度有最低值,那就是绝对零度,那么温度有上限吗?曾经有人这么理解,物体的分子热运动剧烈程度是可是无限提升的,所以温度是没有上限的,想升多高都可以。事实真是如此吗?当然不是,不要忘了,爱因斯坦相对论已经告诉我们,光速是速度是的极限,粒子的热运动再剧变,它也不可能超越光速。
所以,从理论上来讲,温度也是有上限的,那么这个上限值有多大吗?科学家给出了1.4亿亿亿亿度的值。相信很多朋友看到这个数字都被惊住了,为什么最高温度能够达到1.4亿亿亿亿度?这在现实宇宙中真的存在这样的温度吗?
要揭开这个谜团,我们还是需要回到宇宙的诞生和演化之中,科学家认为宇宙起源于138亿年前的一次奇点大爆炸。我们不管这个奇点到底是什么,但是我们知道,温度是随着宇宙大爆炸的发生而诞生的,那么在宇宙大爆炸的那一刻,出现的温度有可能就是一个极限值,要么是最高,要么是最低。
根据科学家的观测研究认为,随着宇宙的膨胀,宇宙的空间温度也在不断下降,到了现在,平均温度已经降到了2.7K,这个值比绝度零度高了2.7度。既然宇宙大爆炸之后的温度是在不断降低的,那么大爆炸的那一瞬间的温度就是我们现在已知的最高温度。
只不过宇宙大爆炸的那一瞬间到底有多短?科学家通过理论计算得到的结果是10^-43秒,这也是我们目前已知的最小的时间跨度,也被我们称为:普朗克时间,因此,这个1.4亿亿亿亿度也被我们称为普朗克温度。
相对于零下273.15摄氏度的绝对零度,这个普朗克温度的值的确是高到让我们感到不可思议。现在科学家可以实验室将温度降到接近绝对零度的地步,可是我们想要将温度提升到接近普朗克温度,那可能将是一个永远都无法实现的梦。
虽然以人类现在的科技已经能够将温度提升到5.1亿摄氏度,可是这个值距离温度的最高极限还有十万八千里。我们完全无法想象1.4亿亿亿亿的温度有多么的恐怖和可怕,科学家可能也无法保证,人类在未来可以将温度提升到无限接近它的地步。
通过普朗克温度我们重新认识了爱因斯坦的质能方程式,根据质能方程式的理论,能量和物质是可以相互转化的。物体通过释放温度的形式可以转化为能量,比如我们现在的化石燃料应用,同样的道理,能量也可以转化为煤炭,石油等物质。
可是在现实世界里,我们现在还做不到能量转化为物质的科技。很多人对能量转化物质持怀疑态度,可是当我们知道了宇宙大爆炸一瞬间产生的1.4亿亿亿亿摄氏度的超高温却转化为宇宙所需的各种物质。由此可见,不是能量转化物质不可能,而是因为我们现在掌握的温度还不够高。
如果在未来,人类的科技发展到了极限,实现了1.4亿亿亿亿摄氏度的温度,那是否也可以创造一个新的宇宙出来呢?从理论上来说是完全可以,由此,我们对于现在的宇宙起源也可以提出另一个大胆的猜测,那就是它不是自然形成的,而是由一个超级文明创造的。