宇宙中最高的温度能达到多少？目前最高的温度是多少？
1个回答
展开全部
关于这个问题，首先要知道温度究竟是怎么回事。从化学上来看，原子、离子和分子是物体的基本组成。组成物体的粒子的热运动是物体产生温度的根本原因，所以温度的高低表示了粒子热运动的平均动能的大小。如果粒子热运动的平均动能越大，即粒子的热运动越剧烈，则温度也越高。可见，粒子的平均动能决定着温度的高低。
由于不确定性原理，粒子的热运动不可能会完全停止下来，所以温度有一个下限，那就是绝对零度，它被定义为0 K，或者相当于-273.15 。再根据狭义相对论，组成物体的粒子的运动速度不可能达到光速，所以温度有一个上限，那就是普朗克温度，其大小约为1.4 10^32 K。或者根据黑体辐射理论和物理学的基本长度，物体辐射出的电磁波的波长只能大于等于普朗克长度，所以普朗克温度是温度的上限。
目前的理论认为，只有在宇宙大爆炸的普朗克时间（5.4 10^-44秒），温度才有达到过普朗克温度。目前在宇宙中已知最高温度是在双中子星合并过程中产生的，温度为3500亿度。而人类制造的最高温度比这还高，大型强子对撞机把高速运动的质子和原子核相撞，产生的最高温度可达10万亿度。
宇宙形成后10负36次方秒，宇宙温度达到10000亿亿亿 ，而人类观测到的最高温度是伽马射线爆，几分钟释放的能量可以达到太阳1万亿年释放的能量总和。
目前通过观测宇宙，认为宇宙最初形成于同一处，星系红移和宇宙微波背景的观测，让我们知道宇宙在不断扩张和逐渐冷却，也可以推测出各星系在最初时距离比较近，因此推断所有星系都有一个共同起源。试想一下将现在930亿光年直径的宇宙，压缩在一个很小的地方，密度趋近于无限，引力作用产生的能量也是非常非常庞大的，温度也就非常高。具体有多高说不清，大概比人类所能观测到的高得多的多。
伽马射线爆是超大质量恒星坍塌碰撞、中子星碰撞或者黑洞融合的时候，因为巨大的质量损失转化来的能量，是宇宙中最剧烈的爆炸。通常只能持续很短的时间，也有发现能持续数小时的。几分钟释放的能量可以达到太阳1万亿年释放的能量总和，温度也就异常之高，喷发出的能量扫过的地方，没有生命可以存在。但是它们又为新恒星的形成提供了契机，被喷射出的物质能量散布在宇宙空间，逐渐凝聚又形成恒星。
具体温度有多高不好说，但仅从人类观测的结果来说，短短几秒释放一万亿年太阳释放的能量综合，顺便提一下太阳寿命也才只有百十亿年，温度可以达到1万亿摄氏度以上，甚至高到难以想象。
热力学温标里面，温度的理论下限是“绝对零度”，理论上限叫做“绝对热”（absolute hot），与绝对零度相对应。
在当代物理宇宙学理论下，可能的最高温度是普朗克温度，其值为1.416785(71) 10^32K。
【有绝对零度（absolute zero），也有绝对热（absolute hot）】
该如何理解普朗克温度？可以从两个方面去理解：
一、宇宙大爆炸之后，经过了普朗克时间（5.39 10^ 44s）后，宇宙的温度。在小于普朗克时间的尺度里，我们的物理理论失效，虽然那时候宇宙可能更热，但超越我们的认知极限了。
二、如果一个物体达到普朗克温度，它将发出对应于普朗克长度（1.616255(18) 10^ 35 m）波长的黑体辐射。如果温度更高，它将发出比普朗克长度更低波长的黑体辐射，我们缺乏相应的理论，失效again。
【越高的温度所对应的的黑体辐射波长峰值越小。】
----华丽分割，以上理论，以下现实----
普朗克温度只是一个根据量纲分析得来的理论温度，并没有什么现实意义。回归现实，还是要看看我们现实宇宙中的物质能够被加热到什么样的温度。
20世纪60年代，在欧洲核子研究委员会（CERN）工作的哈格多恩提出，在温度超级高的情况下，强子都将“熔化”（melt），所有我们熟悉的由强子组成的物质都将变成一碗“夸克汤”，经过计算，这个温度大约在2 10^12K，因此被称为“哈格多恩温度”。哈格多恩认为，处于哈格多恩温度下的系统可以容纳尽可能多的能量，因为形成的夸克提供了新的自由度，继续增加能量将只会增加熵，而不是温度，因此哈格多恩温度将是一个无法通过的绝对高温。
【德国物理学家哈格多恩】
也有反对者认为，夸克物质也可以被进一步加热。
这个分歧已经可以用实验来验证了，10^12K温度级别对现代的人类来说，已经不是难事。这种夸克物质已经在欧洲核子研究中心的SPS和LHC，以及美国布鲁克海文国家实验室的RHIC的重离子碰撞中被发现。
在弦论中，也引入了这个“哈格多恩温度”，它被定义为让宇宙最基本的单元：弦所发生相变所需的温度。这个温度非常高，在10^30K级别，只比普朗克温度少了两个数量级，人类目前只能望尘莫及了。
近年来，又有人提出，在量子热力学中，某些系统可以达到“负温度”。
其实，“负温度”的系统比任何正温度的系统都要热。如果负温系统和正温系统接触，热量将从负温系统流向正温系统。这不是矛盾了吗？明明是负，怎么会比正的还热呢？
为了解决这一矛盾，科学家创造出了“冷度”这个物理量，为温度和玻尔兹曼常数乘积的倒数，从而解决了这一矛盾。温度为正的系统，熵值随着能量的增加而增加，温度为负的系统，熵值随着能量的增加而减少。所以，负温度是为了解释一些量子现象而引入的概念，在非量子体系下没有意义。
如上图，绿色为摄氏温度，红色为华氏温度，蓝色是开氏温度，黑色就是“冷度”，单位为“吉比特/纳焦耳”。这里的开氏温度以绝对零度为0，而以无限温度（可能是普朗克温度）为1，则越过了中间高点以后，再“高”的温度其实是“负温度。”
由于不确定性原理，粒子的热运动不可能会完全停止下来，所以温度有一个下限，那就是绝对零度，它被定义为0 K，或者相当于-273.15 。再根据狭义相对论，组成物体的粒子的运动速度不可能达到光速，所以温度有一个上限，那就是普朗克温度，其大小约为1.4 10^32 K。或者根据黑体辐射理论和物理学的基本长度，物体辐射出的电磁波的波长只能大于等于普朗克长度，所以普朗克温度是温度的上限。
目前的理论认为，只有在宇宙大爆炸的普朗克时间（5.4 10^-44秒），温度才有达到过普朗克温度。目前在宇宙中已知最高温度是在双中子星合并过程中产生的，温度为3500亿度。而人类制造的最高温度比这还高，大型强子对撞机把高速运动的质子和原子核相撞，产生的最高温度可达10万亿度。
宇宙形成后10负36次方秒，宇宙温度达到10000亿亿亿 ，而人类观测到的最高温度是伽马射线爆，几分钟释放的能量可以达到太阳1万亿年释放的能量总和。
目前通过观测宇宙，认为宇宙最初形成于同一处，星系红移和宇宙微波背景的观测，让我们知道宇宙在不断扩张和逐渐冷却，也可以推测出各星系在最初时距离比较近，因此推断所有星系都有一个共同起源。试想一下将现在930亿光年直径的宇宙，压缩在一个很小的地方，密度趋近于无限，引力作用产生的能量也是非常非常庞大的，温度也就非常高。具体有多高说不清，大概比人类所能观测到的高得多的多。
伽马射线爆是超大质量恒星坍塌碰撞、中子星碰撞或者黑洞融合的时候，因为巨大的质量损失转化来的能量，是宇宙中最剧烈的爆炸。通常只能持续很短的时间，也有发现能持续数小时的。几分钟释放的能量可以达到太阳1万亿年释放的能量总和，温度也就异常之高，喷发出的能量扫过的地方，没有生命可以存在。但是它们又为新恒星的形成提供了契机，被喷射出的物质能量散布在宇宙空间，逐渐凝聚又形成恒星。
具体温度有多高不好说，但仅从人类观测的结果来说，短短几秒释放一万亿年太阳释放的能量综合，顺便提一下太阳寿命也才只有百十亿年，温度可以达到1万亿摄氏度以上，甚至高到难以想象。
热力学温标里面，温度的理论下限是“绝对零度”，理论上限叫做“绝对热”（absolute hot），与绝对零度相对应。
在当代物理宇宙学理论下，可能的最高温度是普朗克温度，其值为1.416785(71) 10^32K。
【有绝对零度（absolute zero），也有绝对热（absolute hot）】
该如何理解普朗克温度？可以从两个方面去理解：
一、宇宙大爆炸之后，经过了普朗克时间（5.39 10^ 44s）后，宇宙的温度。在小于普朗克时间的尺度里，我们的物理理论失效，虽然那时候宇宙可能更热，但超越我们的认知极限了。
二、如果一个物体达到普朗克温度，它将发出对应于普朗克长度（1.616255(18) 10^ 35 m）波长的黑体辐射。如果温度更高，它将发出比普朗克长度更低波长的黑体辐射，我们缺乏相应的理论，失效again。
【越高的温度所对应的的黑体辐射波长峰值越小。】
----华丽分割，以上理论，以下现实----
普朗克温度只是一个根据量纲分析得来的理论温度，并没有什么现实意义。回归现实，还是要看看我们现实宇宙中的物质能够被加热到什么样的温度。
20世纪60年代，在欧洲核子研究委员会（CERN）工作的哈格多恩提出，在温度超级高的情况下，强子都将“熔化”（melt），所有我们熟悉的由强子组成的物质都将变成一碗“夸克汤”，经过计算，这个温度大约在2 10^12K，因此被称为“哈格多恩温度”。哈格多恩认为，处于哈格多恩温度下的系统可以容纳尽可能多的能量，因为形成的夸克提供了新的自由度，继续增加能量将只会增加熵，而不是温度，因此哈格多恩温度将是一个无法通过的绝对高温。
【德国物理学家哈格多恩】
也有反对者认为，夸克物质也可以被进一步加热。
这个分歧已经可以用实验来验证了，10^12K温度级别对现代的人类来说，已经不是难事。这种夸克物质已经在欧洲核子研究中心的SPS和LHC，以及美国布鲁克海文国家实验室的RHIC的重离子碰撞中被发现。
在弦论中，也引入了这个“哈格多恩温度”，它被定义为让宇宙最基本的单元：弦所发生相变所需的温度。这个温度非常高，在10^30K级别，只比普朗克温度少了两个数量级，人类目前只能望尘莫及了。
近年来，又有人提出，在量子热力学中，某些系统可以达到“负温度”。
其实，“负温度”的系统比任何正温度的系统都要热。如果负温系统和正温系统接触，热量将从负温系统流向正温系统。这不是矛盾了吗？明明是负，怎么会比正的还热呢？
为了解决这一矛盾，科学家创造出了“冷度”这个物理量，为温度和玻尔兹曼常数乘积的倒数，从而解决了这一矛盾。温度为正的系统，熵值随着能量的增加而增加，温度为负的系统，熵值随着能量的增加而减少。所以，负温度是为了解释一些量子现象而引入的概念，在非量子体系下没有意义。
如上图，绿色为摄氏温度，红色为华氏温度，蓝色是开氏温度，黑色就是“冷度”，单位为“吉比特/纳焦耳”。这里的开氏温度以绝对零度为0，而以无限温度（可能是普朗克温度）为1，则越过了中间高点以后，再“高”的温度其实是“负温度。”
已赞过
已踩过<
评论
收起
你对这个回答的评价是？
深圳市通城电电子有限公司
2023-08-25 广告
根据公开信息，目前市场上有多种型号和品牌的4通道温度测量仪，其价格因型号、品牌、性能、用途等因素而异。例如，某电商平台上，一款采用瑞士Sensirion 4通道数字温度计的温度记录仪售价为** 988.00**。而另一款采用JK804/JK...
点击进入详情页
本回答由深圳市通城电电子有限公司提供
推荐律师服务：
若未解决您的问题，请您详细描述您的问题，通过百度律临进行免费专业咨询
