解讀宇宙中的最高溫和最低溫，里面藏著太多宇宙奧秘！

我們每天都能感受到溫度的高低變化，但在我們?nèi)粘Ｉ钪校瑴囟鹊淖兓鋵?shí)是非常小的，我們能感受到的額溫差范圍非常有限，這受限于地球的環(huán)境溫度。

但是在浩瀚的宇宙里，科學(xué)家們能探測(cè)到各種極端溫度，從極度的高溫到罕見(jiàn)的低溫。那么理論上講，溫度有極限值嗎？溫度有上限和下限嗎？

提到溫度的下限，估計(jì)很多人都知道，那就是“絕對(duì)零度”。絕對(duì)零度是低溫的極限值，但也僅僅是一個(gè)理論值，現(xiàn)實(shí)中永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到這個(gè)極限值。為何會(huì)如此？

首先要了解溫度到底是什么，溫度是描述物體冷熱程度的物理量，本質(zhì)上來(lái)講就是一個(gè)物體的平均動(dòng)能，在微觀層面來(lái)講，可以同時(shí)地理解為微觀粒子的運(yùn)動(dòng)快慢，當(dāng)然不是單個(gè)粒子，而是很多粒子。

動(dòng)能，很容易理解。用現(xiàn)實(shí)中的例子打個(gè)比方，一輛汽車停在那里，你可以認(rèn)為沒(méi)有任何動(dòng)能（當(dāng)然是相對(duì)于你），對(duì)于也沒(méi)有任何威脅，但如果汽車以百公里的時(shí)速飛速行駛，就有了很大的動(dòng)能，對(duì)你的威脅可就太大了。

如果微觀粒子的速度為零，當(dāng)然也就不具備動(dòng)能了，那么物體的溫度就是絕對(duì)零度，也就是-273.15攝氏度。

宇宙剛剛誕生時(shí)，溫度極高，隨著宇宙加速膨脹，溫度開(kāi)始下降，宇宙逐漸冷卻。138億年后的今天，宇宙的最低溫來(lái)到了3K（熱力學(xué)溫度單位開(kāi)爾文），換算成攝氏度就是-270.3度，這就是宇宙微波背景輻射的溫度。

為何絕對(duì)零度無(wú)法達(dá)到？

這里面涉及到量子力學(xué)。量子力學(xué)有一個(gè)核心原理：不確定性原理。簡(jiǎn)單來(lái)講，一個(gè)粒子的速度和位置無(wú)法同時(shí)確定，用一個(gè)公式表達(dá)就是：ΔxΔp≥h/4π，如何理解這個(gè)公式？

位置的不確定性與動(dòng)量（速度）的不確定性的乘積必然大于或等于一個(gè)常量，這個(gè)常量就是h/4π。

言外之意，粒子位置測(cè)量得越準(zhǔn)確，速度的測(cè)量就越不準(zhǔn)確。為何會(huì)這樣？

因?yàn)槿绻覀円獪y(cè)量一個(gè)粒子的精確位置，就必須用波長(zhǎng)盡量短的波來(lái)測(cè)量，如此一來(lái)，波就會(huì)對(duì)粒子產(chǎn)生較大干擾，所以粒子的速度測(cè)量就會(huì)越不精確。而如果要測(cè)量一個(gè)粒子的速度，就需要用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的波，那么就不能精確測(cè)量粒子的位置。

微觀粒子的這種不確定性，意味著粒子不可能絕對(duì)靜止，所以絕對(duì)零度是不可能達(dá)到的。就像光速一樣，只能無(wú)限接近！

那么，宇宙中的高溫呢？高溫有沒(méi)有上限了？

或許不少人并不知道，其實(shí)高溫也是有上限的，這個(gè)上限就是“普朗克溫度”。

為何溫度會(huì)有溫度上限？這還是與溫度的本質(zhì)有關(guān)。微觀粒子的動(dòng)能（速度）越高，溫度就越高。理論上講只要微觀粒子的動(dòng)能無(wú)限大，那么溫度就能無(wú)限大，但我們都知道速度是極限的，不可能無(wú)限大，所以溫度自然不會(huì)無(wú)限高。

狹義相對(duì)論告訴我們，任何攜帶信息或者能量的物質(zhì)都無(wú)法超越光速，只能無(wú)限接近。

普朗克溫度到底是多少呢？

著名物理學(xué)家普朗克發(fā)現(xiàn)了能量其實(shí)是不連續(xù)的，而是一份一份的，這種不可能再分、分的最小能量單位就被稱為“量子”，量子的概念也奠定了量子力學(xué)的基礎(chǔ)。

由于量子的這種不連續(xù)性，普朗克計(jì)算出了最小的空間尺度：普朗克長(zhǎng)度，還有最小的時(shí)間尺度：普朗克時(shí)間。普朗克長(zhǎng)度和普朗克時(shí)間分別是最小的有意義的長(zhǎng)度單位和時(shí)間單位，任何小于普朗克長(zhǎng)度和普朗克時(shí)間的單位都沒(méi)有意義。

而普朗克溫度就是宇宙大爆炸發(fā)生一個(gè)普朗克時(shí)間的溫度，也是宇宙的最高溫度，這個(gè)溫度大約為1.4億億億億度。我們無(wú)法定義宇宙大爆炸發(fā)生后小于一個(gè)普朗克時(shí)間的溫度，因?yàn)槠绽士藭r(shí)間是最小的時(shí)間單位，小于一個(gè)普朗克時(shí)間是沒(méi)有意義的。

而且最高溫普朗克溫度實(shí)際上也只能達(dá)到一次，我們無(wú)論如何無(wú)法再次創(chuàng)造普朗克溫度這樣的高溫，除非宇宙大爆炸再次上演！

普朗克溫度到底有多高？并1.4億億億億度這數(shù)值遠(yuǎn)不能讓我們直觀地去感受。

對(duì)比一下就知道了，太陽(yáng)核心溫度也只有1500萬(wàn)攝氏度。而目前人類創(chuàng)造出來(lái)的最高溫度是大型對(duì)撞機(jī)制造出來(lái)的，也可以稱為“迷你宇宙大爆炸”，溫度雖然達(dá)到了10萬(wàn)億度，但也僅僅只有普朗克溫度的一千億億分之一而已！