為什么宇宙最低溫只有-273.15度，最高溫卻高達(dá)1.4億億億億度？要回答這個(gè)問題，我們需要先來了解一下溫度的本質(zhì)到底是什么。
簡單來講，我們所能看到的任何物體，其實(shí)都是由大量的微觀粒子構(gòu)成（例如分子、原子），這些微觀粒子每時(shí)每刻都在做無規(guī)則的運(yùn)動，這也被稱為熱運(yùn)動，而一個(gè)物體的溫度，其實(shí)就是指其內(nèi)部微觀粒子熱運(yùn)動的激烈程度，物體的溫度越高，就意味著其內(nèi)部微觀粒子的熱運(yùn)動越激烈，反之亦然。
所以一個(gè)簡單的道理就是，當(dāng)一個(gè)物體內(nèi)部所有的微觀粒子全部都處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，就達(dá)到了最低的溫度，而這樣的溫度也就是宇宙中的低溫極限。那宇宙最低溫為什么不是0度，而是-273.15度呢？其實(shí)這不難解釋。
通常我們使用的溫標(biāo)是攝氏溫標(biāo)，在攝氏溫標(biāo)被提出的時(shí)候，人們還不清楚溫度的本質(zhì)，而是以水的凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)作為依據(jù)，具體來講就是，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的凝固點(diǎn)計(jì)為0攝氏度，水的沸點(diǎn)計(jì)為100攝氏度，兩者之間平均分為100份，每一份就是1攝氏度。
后來人們在研究氣體的“熱脹冷縮”現(xiàn)象時(shí)發(fā)現(xiàn)，在壓強(qiáng)恒定的情況下，氣體的溫度每升高或降低1攝氏度，其體積總是會增加或減少一個(gè)固定的值，在經(jīng)過多年的實(shí)驗(yàn)和總結(jié)之后，這個(gè)“固定的值”被精確到“氣體在0攝氏度時(shí)的體積的273.15分之1”。
人們就想，假如在壓強(qiáng)恒定的情況下，有一團(tuán)溫度為0攝氏度的氣體被不斷降溫，那么當(dāng)溫度降至-273.15攝氏度的時(shí)候，這團(tuán)氣體的體積豈不是就變成零了？很顯然，一團(tuán)體積為零的氣體是不可能存在的，所以-273.15攝氏度就被認(rèn)為是一種不可能達(dá)到低溫極限，最多也就只能接近這個(gè)溫度。
于是后來出現(xiàn)的熱力學(xué)溫標(biāo)，就將-273.15攝氏度直接設(shè)為0K（注：K即“開爾文”，是熱力學(xué)溫標(biāo)的單位），這也被稱為“絕對零度”。
也就是說，通常我們所講的“宇宙最低溫只有-273.15度”，其實(shí)是指-273.15攝氏度，而如果我們使用熱力學(xué)溫標(biāo)來描述，那宇宙最低溫其實(shí)就是0K。由于宇宙中不可能存在完全靜止不動的微觀粒子，因此我們最多也就只能接近這個(gè)溫度，而不能達(dá)到這個(gè)溫度，更不可能低于這個(gè)溫度。
好的，現(xiàn)在我們再來看看宇宙的高溫極限。正如前文所言，溫度的本質(zhì)是物體內(nèi)部微觀粒子熱運(yùn)動的激烈程度，這也意味著，溫度其實(shí)就是這些微觀粒子平均動能的標(biāo)志，即：一個(gè)物體內(nèi)部的微觀粒子平均動能越高，其溫度就越高。
根據(jù)狹義相對論，對于任何具有靜止質(zhì)量的粒子而言，其運(yùn)動速度最多只能無限接近光速（真空光速，下同），卻不可能達(dá)到或超過光速，而在不斷接近光速的過程中，粒子的動能也會持續(xù)提升，越接近光速，動能提升的幅度就越大，并且沒有上限。
（↑圖為相對論動能計(jì)算公式，其中的m0、v和c分別代表物體的質(zhì)量、速度以及真空光速）
所以從這方面來講，溫度應(yīng)該是沒有上限的，那為什么會說宇宙最高溫有1.4億億億億度呢？其實(shí)這是因?yàn)檫@是現(xiàn)代物理學(xué)所能描述的極限。
在現(xiàn)代物理學(xué)中，空間有一個(gè)不可分割的最小單位，這被稱為“普朗克長度”，其數(shù)值大約為1.6 x 10^-35米，而從理論上來講，只要一個(gè)物體的溫度高于絕對零度，它就會向外釋放出電磁波，其波長與物體的溫度存在著確定的關(guān)系，即：物體的溫度越高，其釋放出的電磁波的波長就越短。
這就意味著，從理論上來講，當(dāng)物體的溫度升高到超過一個(gè)特定值的時(shí)候，其釋放出的電磁波的波長就會小于“普朗克長度”，這就超過了現(xiàn)代物理學(xué)的極限，也就沒有了意義。所以這個(gè)“特定值”其實(shí)就是現(xiàn)代物理學(xué)所能描述的最高溫度，這也被稱為“普朗克溫度”，其數(shù)值大約為1.4 x 10^32K，也就是1.4億億億億K。
要知道熱力學(xué)溫標(biāo)只是將攝氏溫標(biāo)中的-273.15攝氏度設(shè)為了0K，其單位增量與攝氏溫標(biāo)其實(shí)是相同的，兩者之間可以用“K = ℃ + 273.15”來進(jìn)行換算，對于“普朗克溫度”來講，這樣的差異完全可以忽略不計(jì)，因此說這種溫度是1.4億億億億攝氏度，也沒有什么問題。
值得一提的是，雖然宇宙最低溫是無法達(dá)到的，但理論上的宇宙最高溫卻有可能存在過，因?yàn)楦鶕?jù)大爆炸宇宙論，在“宇宙大爆炸”發(fā)生后的1“普朗克時(shí)間”（時(shí)間的最小單位，約為5.39 x 10^-44秒）之內(nèi)，宇宙的溫度就是“普朗克溫度”。
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