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宇宙中存在上限和下限吗?

2021-7-12 21:57| 发布者: 小鸭子| 查看: 269| 评论: 0|来自: 成都娱乐宝

摘要: 粒子的运动减弱程度还会有一个极限,那就是静止,当粒子的运动完全停止时,温度也会降到极限值,也就是绝对零度-273.15摄氏度。不过到目前为止我们发现的一切物质,粒子的热运动是永远不会静止的,这就意味着绝对零 ...
       人类对于温度最直观的感受就是冷和热,而在现实生活中,无论是什么物体都有一定的温度,人们就会好奇,温度存在上限和下限?科学研究表明影响温度变化的其实是物质内部的粒子热运动,当粒子的运动越来越剧烈时,温度就会不断升高。相反,不断减弱的时候,温度就会随之下降,比如将手放进热水中会感到烫,那是因为热水里的水分子在剧烈地运动,当手接触这些剧烈运动的分子后,就会吸收它的能量,导致手的分子运动程度增加,并且刺激神经末梢然后感觉到了烫。

       粒子的运动减弱程度还会有一个极限,那就是静止,当粒子的运动完全停止时,温度也会降到极限值,也就是绝对零度-273.15摄氏度。不过到目前为止我们发现的一切物质,粒子的热运动是永远不会静止的,这就意味着绝对零度目前只是一个极限理论,在现实中无法达到,因为一旦粒子停止运动,位置和速度就变成了一个确定值,这与量子力学中的不确定性原理相矛盾。 如果说绝对零度是温度的下限,那么温度有上限吗?
   

       可能很多人认为粒子的运动剧烈程度没有上限,那么温度也是没有上限的,其实并不是这样的,温度是有上限的。首先了解一下普朗克温度,它是以德国物理学家马克斯.普朗克来命名的,作为温度的单位,普朗克温度大概是1.4亿亿亿摄氏度,它被认为是宇宙大爆炸瞬间所产生的热量。根据爱因斯坦的狭义相对论,组成物体的粒子运动如果被加速到无限趋于光速时,它的动能将会无穷大,这就意味着物体的温度会无限升高。

       当温度高到一定程度时,引力会强大到和另外三种基本力统一在一起,它们分别是电磁相互作用力、弱相互作用力和强相互作用力。如果这种情况发生,那么任何物质都无法存在,无论多高的温度也都失去了意义,因此温度的上限被定义为了普朗克温度。人类目前创造的最高温度是5.1亿摄氏度,大约比太阳的中心热30倍。它是1994年5月27日美国新泽西州普林斯顿等离子物理实验室托卡马克核聚变反应堆利用氘和氚的等离子混合体创造出来的,然而这个温度和普朗克温度相比简直微不足道。


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