全宇宙最冷的温度是多少-(宇宙中最高温度是多少)

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上过中学物理课的人都了解“绝对零度”这个概念,这是整个宇宙中最冷的温度。那么,宇宙中最热的温度是多少呢?它的温度有上限吗?让我们试着回答其中的一些问题。

宇宙中的绝对热度是多少?

首先,让我们试着理解“绝对零度”是什么,科学上认为它是宇宙中最冷的温度。为什么会这样呢?答案相当简单。物体的温度是物体包含的原子运动的结果,原子水平上的运动越多,动能越大,温度也就越高。

随着粒子开始将动能转化为熵,物体变得越来越冷。绝对零度是所有粒子开始运动的温度。这个温度在整个宇宙中是恒定的,它是-273.15°C/-459.67°F或0K(这不是“Ok”,这是零开尔文)。

必须指出,即使在绝对零度,原子也不会完全停止运动。他们继续振动,但真的很轻微,这就是所谓的“零点能”。这些振动确保了量子力学的实施。因此,绝对零度实际上意味着没有分子运动可以产生足够的动能转移到任何其他系统。

这就是“热”的真正含义;它是物体通过原子和分子运动产生的动能。粒子运动得越快,动能越大产生的热量也越多。

现在,让我们比较一下我们宇宙中不同物体的温度,以此来透视宇宙关于这种物质的一般状态。从绝对零度开始:我们从未目睹过这种温度下的任何东西,但我们已经非常接近人工制造它了。

在一个寒冷的实验室中,我们达到了0.000,000,0001K的温度。因此,很久以前,已知宇宙中最冷的地方是在地球上。在这种状态下,可以存在诸如玻色-爱因斯坦凝聚体这样的物质形式。这是一种物质状态,当一个物体的原子如此紧密地聚集在一起,以至于它们开始表现得像单个原子。

让我们暂时把人为产生的场景放在一边,让我们来谈谈自然的宇宙事件。回旋镖星云是可观测宇宙中最冷的地方,温度低至绝对零度以上仅1K。这个星云中气体的快速膨胀导致温度如此之低。相比之下,宇宙的背景温度是2.7K。

之所以不是0K,是因为大爆炸的余热。想想就觉得很神奇,对吧?很难想象宇宙在大爆炸13.8亿年后仍然没有向熵屈服。如果我们谈论地球上有史以来记录的最冷的温度,那将是1983年7月21日在南极洲的苏联东方站。记录的温度是184K或-89.2 C

受够了寒冷!因为我们心中已经有了足够的温度,让我们转移到一些“温暖”的温度。地球上最高的表面温度通常在60摄氏度左右,在灼热的地方,如美国内华达州的死亡之溪,或者在非洲撒哈拉沙漠,尽管官方记录是混乱的。如果我们要谈论太阳系中最热的行星,那么金星的表面温度高达737.5K。

如果我们移动得更高,我们会发现褐矮星(T级和L级),它们的温度通常在1000K到1500K之间。现在,如果我们回到地球,我们发现我们的核心比褐矮星要热得多,达到5650K。在那之上,我们的太阳表面温度达到5780K。如果我们移动到夜空中最亮的恒星,天狼星A,我们测量到它的表面温度为9940K。天狼星A的小兄弟名叫天狼星B,是一颗地球大小的恒星,在表面以高得离谱的25000K在燃烧。

这些数字现在越来越无聊了,不是吗?几千度并不令人印象深刻,因为我们无论如何都无法想象温度,所以我们需要在几百万度中遨游来满足自己。嗯,如果我们考虑太阳的核心,我们得到一个暂时的15700000K。

撇开星星不谈,让我们来谈谈宇宙的起源——宇宙大爆炸。如果我们计算宇宙大爆炸后100秒的温度,大约是10亿开尔文。如果我们告诉你那不是宇宙中最高的温度,会不会很奇怪?

事实上,最近发生的事件更进一步。当一颗恒星燃尽并处于超新星爆发前的最后阶段时,它燃烧硅时的温度可高达2.5千亿开尔文。当中子星在那之后诞生时,我们发现温度为1 万亿开尔文。如果温度再升高一点,达到1.2 万亿开尔文,就达到了物质本身的熔点。

当温度达到这么高时,粒子的动能会打破夸克之间的键,并产生一种称为“夸克-胶子等离子体”的“基本元素汤”。有趣的是。我们人类已经设法制造出比这更高的温度。

2015年,在所有科学装置中的巨无霸——大型强子对撞机——发生的一次粒子碰撞中,记录到的温度为5.5万亿开尔文。这可能是已知宇宙中最热的事件,甚至比超新星还热。这就形成了地球上最近历史上记录的宇宙最热和最冷的温度。是的,我们的科学已经如此先进了。

可能感觉这个问题已经得到了答案,在我们所关心的高温问题上或许已经达到极限了。现在问题来了。我们关心的不是实际上可以达到多少度,而是在假设的情况下科学上可能达到的最高温度。因此,接下来发生的分析完全是理论上的。

大约800K的时候,温度到达德雷珀点——在这个温度下,几乎所有东西都开始发出红光。这是因为一种叫做黑体辐射的东西。随着温度的升高,发出的颜色也随着波长变得越来越短而变化。

随着温度的增加,当波长小到“普朗克长度”时,它会碰到一堵墙。普朗克长度是宇宙允许的最小测量单位,至少理论上是这样。过了这个长度,所有的物理学就失效了。这种光的波长达到普朗克长度的温度被称为普朗克温度或绝对热。

当我们接近普朗克温度时会发生一些有趣的事情。根据爱因斯坦先生的说法,我们知道能量与质量是相对的。我们还确定,热是粒子运动产生的动能。

当温度非常高的时候,粒子的质量会惊人地增加。这使得重力——最弱的基本力——获得了力量。它变得比其他几种力更强大,比如电磁力和强相互作用力和弱相互作用力。

由于没有任何东西可以阻止量子引力,这些粒子形成了普朗克大小的黑洞,并瞬间消散。就好像宇宙本身是一个屏障,阻止任何东西达到普朗克温度或绝对高温。

那么,宇宙的绝对热度到底有多热?还记得1570000开尔文时的太阳核心吗?绝对热度是可以是太阳核心温度一百万倍。这个数字太大了,以至于我都不想写下来。如果复制粘贴有效,那么温度大约是:1420000000000000000000000000摄氏度。

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