Question

人造最高温度已达10万亿度，最低温度达不到-273.15度？

Answer 1

2013年3月14日，欧洲核子研究组织(CERN)发表了一篇新闻稿表示：他们的大型强子对撞机的紧凑渺子线圈探测到了两个希格斯玻色子。

值得注意的是，这项研究在进行时，粒子被加速到亚光速，然后发生高速碰撞，产生了5.5万亿摄氏度的超高温。

之后的实验中，通过粒子间的高速碰撞，又再次打破了这个纪录，诞生了有史以来人造最高温——10万亿摄氏度。

在生活中，可能对很多人来说，几千摄氏度，就是他们认知下的高温了。即使是太阳表面，也不过5500摄氏度，太阳内核则是1600万度。很难想象10万亿摄氏度是什么概念。

既然如此，那温度有没有上限，上限又是多少呢？

根据科学界的主流观点，在138亿年前，宇宙曾处于一个密度极大且温度极高的奇点状态，之后由于某种原因，开始快速的膨胀和冷却，这一现象称之为“大爆炸”。

在大爆炸的第一个瞬间，宇宙的温度达到了普朗克温度，这正是宇宙中温度的上限。

现在人类所创造的最高温度已达10万亿℃，那为什么人类所能创造的最低温度，却连-273.15℃都达不到呢？

想要知道这个问题，首先让我们来了解一下温度的本质。

从微观上来讲，温度代表物体分子热运动的剧烈程度。

当粒子的平均动能越高，那么在宏观上，物体所表现出的温度也就更高。

由于粒子的质量很小，当粒子的速度接近光速时，动能就会非常大，所以粒子之间高速碰撞才会诞生极高的温度。

世界上所有的宏观物质都由巨大数量的微观粒子构成（分子、原子、电子或点阵粒子等等）。

初中我们就学过：分子在永不停息的做无规则运动，而粒子与粒子之间的每次碰撞，又加剧了运动的无规律性，所以物质分子碰撞的剧烈程度还会随着温度升高而加剧。

所以理论上当粒子动能低到量子力学的最低点时，物质的温度将达到热力学的最低温度：绝对零度，即-273.15℃。

然而，根据热力学定律，绝对零度是永远无法达到的，只能无限逼近。

因为任何空间都必然存有能量和热量，也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的，除非该空间自始就没有任何能量热量。

NASA的物理学家团队，为了观测几乎固定不动的极寒冷原子，他们的冷原子实验室(CAL)被送上国际空间站，挑战极寒温度-273.149999999999℃，仅比绝对零度高0.000000000001℃。

之所以要在太空中进行实验，是因为在地球上，重力会影响我们控制冷原子，导致我们能连续观察超低温环境下原子云的时间不超过两秒，但在太空中，可以观察5到10秒。

虽然只是多了几秒，但是物理学家们便可以再一次向那些原子施加磁场，把他们的温度降到更低。浩瀚宇宙最大谜团的答案，或许就蕴藏在这位于地球轨道上的一小团极寒原子云中。

至于为什么零上温度和零下温度会相差这么多呢？实际上在热力学中，以开尔文计量的温度标准成为热力学温标，其零点就是绝对零度即0K。

而在我们日常生活中，为了使用方便，将水的冰点定为0℃，沸点定为100℃。然后把它们之间均匀分成100份，每一份就是1摄氏度。

所以说，并不是零上温度和零下温度相差巨大，只不过是处于的起点不同罢了。

随着 科技 水平的进步，或许某一天我们能在小数点后再多几位9，更加接近0K，但科学规律是永远无法打破的。