为什么宇宙的最低温度是-273℃,而不是更低?
为什么宇宙最高温度高达惊人33位数,最低只有-273.15℃,真相绝对让你意想不到!
-273.15℃,这个数字本身给我们的感觉并不是很小,但就是这样的数字我们人类也无法企及,只能无限接近。这个温度就是我们常说的绝对零度,也就是0K。
但宇宙中的最高温却能达到1.4×10^32K,这个温度就是我们常听说的普朗克温度,它俩之间的差距为何如此之大?为什么绝对零度我们无法达到,为什么最高温度我们平时很少讨论?
要了解以上的问题,我们首先要了解下温度的概念。
什么是温度?
在宇宙中,有些物理概念是物质的本质属性,例如质量、能量、自旋,就算没有人类物质也具有这些内在的性质。
但有些是人为规定的,例如今天要说的温度,它是人类规定出来测量物体内分子/原子平均动能(内能)的物理量。如果没有人类,说不定外星人可以用其他的方式表示物体内所具有的内能。
换句话说, 温度就是物体内分子/原子随机运动和震动的结果,随机运动和震动的越剧烈说明分子/原子所具有的动能越高,表现出来的温度就越高,反之亦然。
拿一杯水来说,常温下25摄氏度,你滴一滴色素进去,颜色会相对缓慢的散开,而温度越高的水,由于内部分子随机运动的越剧烈,色素会散开的相对较快。
如果我们持续的给这杯水输入能量(加热),由于水分子所具有的动能会不断的提到,到达某一阈值,水分子就会挣脱水的束缚,从表面发生逃逸,这就是水的沸腾。
固体金属也一样,低温时原子被化学键键合在相对固定的位置发生震动,当温度升高时,原子由于获得了足够的动能,就会挣脱化学键,开始随机自由运动,这是金属就被液化,持续加热也会气化。
为什么低温只有-273.15℃,为什么我们人类无法达到最低温?
上文说了,分子/原子的随机运动和震动是产生温度的原因,所以一个物体内所包含的分子/原子只要静止不动,那就没有温度。确实是这样,这也是我们对绝对零度的定义。
所以最低温就是0K,所谓的没有温度,换算成摄氏度就是-273.15,那为什么我们不能让一个物体达到0K呢?
也就是让物体内的分子/原子停止运动!这其实又涉及到了宇宙中一个本质的问题,量子力学是描述微观世界的一套法则。
人们发现微观世界存在本质的不确定性,组成物质的粒子其动能和位置不能同时确定,它俩测量的乘积一定大于普朗克常数的1/2。
因此物质粒子是不会停止运动的,如果停止它的位置会充满不确定性,如果位置确定,它的动能就可能是0到无穷大,这明显互相矛盾。
基于不确定性原理,所以人类无法创造出绝对零度的物体,只能无限接近。
为什么宇宙中的最高温却能达到1.4×10^32K
看了上文你应该也知道了只要让物质粒子拥有越来越高的速度,那么它的动能也就越高,相应的我们测量它的温度就越高。
由于现实生活中的物质粒子都在低速状态下运行,所以我们就距离最低温度比较近,离最高温度比较远。
我们知道有质量的粒子无法达到光速,只能无限接近,那么这是不是就是最高温度极限的定义?并不是的,普朗克温度1.4×10^32K,指的是宇宙诞生后第一个普朗克时间(10^-43s)宇宙的温度。
在这个时期,宇宙中所有的能量都集中在一起,拥有着最高的温度,但是这时的温度会打破我们现有的物理法则,也就是说我们现在的物理法则在宇宙诞生的时候就会完全失效。
我们还拿一杯水说事,如果我们将这么水放在一个封闭的系统中给它持续的加热会发生什么?
当温度达到5500K时,水分子就会被完全破坏,如果持续的加热原子也会被电离,形成由原子核和电子组成的等离子体。
当温度达到80亿K时,粒子的碰撞会产生电子和正电子对。
当温度达到200亿K时,原子核就会被电离,分裂成中子和质子。
当温度达到2万亿K时,中子和质子也将无法存在,而会转变为组成它们的夸克和胶子。(夸克禁闭只在低温状态下发生)
当温度达到2千万亿K时,这时的空间会产生目前已知所有的粒子和反粒子。在这个温度下也会诞生希格斯玻色子,并停止于其他粒子发生相互作用。
也就是说当达到这个温度的时候,空间中所有的粒子都会变为无质量粒子,它们的行为更像是光子,并且以光速运动。
所以说,光速极限并不是限制宇宙最高温度的原因。2千万亿K(2×10^15K)这个温度离普朗克温度(1.4×10^32K)还非常远,但是这个温度也足以打破我们现有的物理法则。
那么我们能否创造出普朗克温度呢?
这个问题相信也不用多说,这是宇宙诞生时的温度,包含着整个宇宙的能量,我们人类如此渺小,如同尘埃一般,这个数字是我们可望不可及的。
如果我们能创造这样的温度,那么我们就有创造宇宙大爆炸的能力,我们就是造物主,我们可以为所欲为。
再说整个可观测宇宙的能量也是有限的,就算我们有一天可以牛到收集可观测宇宙的能量,也无法创造出整个宇宙诞生时的温度,毕竟目前大部分的宇宙都和我们失去了联系。
总结
绝对零度感觉离我们很近是因为宇宙在大爆炸以后经过了138亿年的膨胀,已经冷却到了非常低的温度。我们本身就生活在一个低速、低能量的宇宙中。
如果我们人类出现在宇宙诞生后的数秒钟,我们就会发现宇宙中到处都是高温,并且温度离极限温度非常近,各种物质粒子都在以光速飞行。
这时我们就会这样问,为什么宇宙中最高温度只有1.4×10^32K,而绝对零度却可以低到-273.15℃。
只能说我们生活的宇宙时代不一样而已。未来的宇宙还会持续地冷却,会越来越接近0K。
-273℃被称为绝对零度,这和宇宙大爆炸有些很大的关系,宇宙大爆炸的余热,我们叫做宇宙微波背景辐射,如今还在宇宙中传播,他们作为背景辐射,目前还保持着2.7K的温度,2.7K其实已经很接近绝对零度的,也就是-273.15℃。
绝对零度不可能达到,它只存在理论当中。这是因为,我们对于物体进行降温,最常见的办法就是拿一个温度更低的来匀一匀,如果要用最常见的方式来给一个物体降到绝对零度,这就意味着我们得拿一个比绝对零度的温度还要低的东西来匀。从最常见的方法来看,绝对零度是根本做不到的,这也是为什么会有热力学第三定律的原因。
在绝对零度下,原子的运动完全停止了,并且从理论上讲,气体的体积应当是零。实际上一切实际气体在温度接近-273.15℃时,将表现出明显的量子特性,这时气体早已变成液态或固态。由此,我们就会明白为什么温度不可能降到这个标度之下,为什么事实上甚至也不可能达到这个标度。
宇宙中完全没有能量状态下的最低温度-273.15℃,不能再低,没有最高温度,能量可以无限的集中,温度可以无限的高,当速度够高,掉下厚动能转化为热能就无法保持低温,原子就会活动自然就会破裂,当温度接近绝对零度特殊的现象最普遍的就是出现超导超固现象。
这个温度已经是个极限了,如果更低,肯定会引起大混乱的,所以肯定都会有一个最低程度的
因为目前能够测量到的最低温度是零下273摄氏度,没有合适的仪器来测试更低温度。
因为宇宙中它的温度最低就是负273度音为。这个温度背胶做。绝对都他就是。宇宙上最低的温度了
要想知道宇宙的最高温度与最低温度相差为何如此悬殊,那我们就必须了解温度的本质是什么,温度的本质是什么,你会不假思索地说温度就是气温,代表冷和热的一种单位,没有其他任何意义,难道它还有其他含义?
宇宙中的最低温度和最高温度,究竟是怎么测出来的?
宇宙的最低温度是绝对零度,也就是零下273.15摄氏度。最高温度是普朗克温度,也就是俗称的绝对热点,它的大小是1.416833(85)×10^32 K。据说太阳在它面前,也就好比普通的一滴水,能够轻松被蒸发。无论是高温和低温,根本没有仪器能够进行测量,出现这样的温度,是人们推算出来的。就好像光速...
宇宙中温度最低的地方在哪?
宇宙中最冷地方的温度为华氏-459.67度(-273.15摄氏度),这个温度比地球上最冷的地方要冷三倍以上。这个宇宙最冷的地方是个叫作回旋镖星云的天体,其位于距离地球约5000光年的半人马座,这是已知宇宙中观测到的最冷天体。回旋镖星云是一个反射性的尘埃和电离气体云,这是一个年轻的行星状星云,不...
宇宙最低的温度是零下几度
截止2019年4月,零下272℃。布莫让星云又名回力棒星云,是位于半人马座方位的行星状星云,距地球5000光年。发现于1979年,外形酷似蝴蝶领结。该星云温度可达零下272℃,比绝对零度(零下273.15℃)仅高1.15℃,是目前已知的唯一一个温度低于背景辐射的天体,也是目前已知的宇宙中最冷的地方。
普朗克温度究竟有多可怕?连太阳都扛不住?
普朗克温度被认为是宇宙中的极限温度,具体数字大概在1.5亿摄氏度左右,太阳当然扛不住它的威力了。谈及宇宙中最低的温度,相信在座的各位一定能轻而易举,不假思索的给出一个答案:绝对零度。在绝对零度的环境之下,分子运动也会被冻结,因此,它是温度的“下限”。那温度的上限有多高呢?
为什么宇宙最低温只有-273℃,而高温却高达1.4亿亿亿℃?
所以最低温就是0K,所谓的没有温度,换算成摄氏度就是-273.15,那为什么我们不能让一个物体达到0K呢?也就是让物体内的分子\/原子停止运动!这其实又涉及到了宇宙中一个本质的问题,量子力学是描述微观世界的一套法则。人们发现微观世界存在本质的不确定性,组成物质的粒子其动能和位置不能同时确定,...
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宇宙最高温度是1.4亿亿亿亿度,为何最低温却只有蒜头聊科学的回答
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宇宙最冷多少度 宇宙最低温度是多少度
宇宙最冷是零下272℃。布莫让星云又名回力棒星云,是位于半人马座方位的行星状星云,距地球5000光年。该星云温度可达零下272℃,比绝对零度(零下273.15℃)仅高1.15℃,是已知的一个温度低于背景辐射的天体,也是已知的宇宙中最冷的地方。回力棒星云是由从一颗恒星的核心逸流出的气体形成的,气体向外...
巧燕诺雷: 最高温度据说在宇宙大爆炸那一刻,温度达到无穷大;宇宙大爆炸后10负44次方秒,温度约为1亿亿亿亿度,然后逐渐下降.最低温度为绝对零度,是-273.15摄氏度,这个低温是达不到的.因为从根本上来讲,温度的产生就是由组成物质的最基础单位,也就是分子或原子之间的震动而产生的.也就是说,物质内分子和原子振动的越快,温度就越高,反之,振动得越慢,温度就越低.而当物质内的分子和原子处于完全静止的状态时,也就达到了绝对零度,也就是零下273.15度.这也就是最低温度了.而我们都知道,任何物质的分子和原子不会处于完全静止的状态,只是振动缓慢而已.既然分子和原子不可能处于绝对静止的状态,自然也就不可能达到绝对零度.
栾川县15982933511: 宇宙中最低温度为什么是零下273摄氏度,而不是零下274摄氏度? - ?
巧燕诺雷:[答案] 绝对零度是热力学的最低温度,但此为仅存于理论的下限值.热力学温标的单位是开尔文(K),绝对零度就是开尔文温度标定义的零点.0K等于摄氏温标零下273.15度.物质的温度取决于其内原子、分子等粒子的动能.根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布,粒...
栾川县15982933511: 为什么宇宙的极限低温是零下273.15摄氏度? - ?
巧燕诺雷: 这是因为物体的温度实际上就是原子在物体内部的运动.当我们感到一个物体比较热的时候,就意味着它的原子在快速运动:当我们感到一个物体比较冷的时候,则意味着其内部的原子运动速度较慢.我们的身体是通过热或冷来感觉这种运动的...
栾川县15982933511: 为什么 - 273°是最低温度?
巧燕诺雷: 哦那个是绝对零度值 绝对零度是根据理想气体所遵循的规律,用外推的方法得到的.用这样的方法,当温度降低到-273.15℃时,气体的体积将减小到零.如果从分子运动论的观点出发,理想气体分子的平均平动动能由温度T确定,那么也可以把...
栾川县15982933511: 为什么宇宙中高温能上万度,而宇宙绝对零度只有 - 273.15℃? - ?
巧燕诺雷: 绝对零度是个理论,没有任何物质的温度等于或低于绝对零度.如果达到绝对零度的话,物质的体积就变成零,物质也就不存在了.宇宙中最冷的地方是飞镖星云,其温度低于-270℃.飞镖星云是恒星死亡前喷出的气体形成的.这些气体释放的速度很快,可达到每秒165千米,导致飞镖星云温度急剧下降.顺便说一句,宇宙中高温可达数百亿度.望楼主采纳本人的答案!本人将感激不尽!
栾川县15982933511: 整个宇宙的最低温度就是绝对零度吗? - ?
巧燕诺雷: 是的,绝对零度应该就是最低温度.在-273.15度时,离子处于静止状态.但整个宇宙是存在射线的,也是有能量和热量的,同时也在互相转换,且不会消失.目前发现的宇宙最低温度是-272,接近于绝对零度.
栾川县15982933511: 为什么 - 273°是最低温度 - ?
巧燕诺雷:[答案] 哦那个是绝对零度值 绝对零度是根据理想气体所遵循的规律,用外推的方法得到的.用这样的方法,当温度降低到-273.15℃时,气体的体积将减小到零.如果从分子运动论的观点出发,理想气体分子的平均平动动能由温度T确定,那么...
栾川县15982933511: 物理上说温度最低是零下273度,是真的吗 - ?
巧燕诺雷: 人类能接触的极限,或大自然展现的现象不是真的.因为人类做不到,大自然展现不出,能使电子与原子核表面零接触,所以不是真的.但是,尤其在宇宙形成初期的大爆炸,不仅负273度是真的,而且低于负273度,甚至更低更低都是真的.因为地球球心,甚至恒星星心,虽然不敢肯定,万有引力会把电子和原子核压成零距离,但是银心,乃至银心上一级移动中心的星心,不仅会把电子和核压成零距离,甚至会把原子核压碎.这样宇宙大爆炸时,星心产生的膨胀,产生的吸热,就会使周围的温度低于负273度,甚至远远低于负273度.
栾川县15982933511: 谁知道宇宙中的最低温度宇宙中的最低温度能达到零下多少度 - ?
巧燕诺雷:[答案] 绝对零度是-273.15度,因为只有绝对的真空有可能到达绝对零度,而宇宙中没有绝对的真空,所以宇宙中最低温应该在-273到-272度之间
栾川县15982933511: 绝对零度的意义? ?
巧燕诺雷: 绝对零度,也就是-273.15℃(摄氏度). 没有一个地方有这个温度,人类也不可能制造出来这个温度,只能无限的接近. 理论上的最低温度,把-273.15℃定作热力学...