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鋵嵤欠浅Ｐ〉模覀兡芨惺艿降念~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)家們能探測到各種極端溫度，從極度的高溫到罕見的低溫。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，估計很多人都知道，那就是“絕對零度”。絕對零度是低溫的極限值，但也僅僅是一個理論值，現(xiàn)實中永遠(yuǎn)不會達(dá)到這個極限值。為何會如此？

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)上來講就是一個物體的平均動能，在微觀層面來講，可以同時地理解為微觀粒子的運動快慢，當(dāng)然不是單個粒子，而是很多粒子。

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

如果微觀粒子的速度為零，當(dāng)然也就不具備動能了，那么物體的溫度就是絕對零度，也就是-273.15攝氏度。

宇宙剛剛誕生時，溫度極高，隨著宇宙加速膨脹，溫度開始下降，宇宙逐漸冷卻。138億年后的今天，宇宙的最低溫來到了3K（熱力學(xué)溫度單位開爾文），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。

為何絕對零度無法達(dá)到？

這里面涉及到量子力學(xué)。量子力學(xué)有一個核心原理：不確定性原理。簡單來講，一個粒子的速度和位置無法同時確定，用一個公式表達(dá)就是：ΔxΔp≥h/4π，如何理解這個公式？

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

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

因為如果我們要測量一個粒子的精確位置，就必須用波長盡量短的波來測量，如此一來，波就會對粒子產(chǎn)生較大干擾，所以粒子的速度測量就會越不精確。而如果要測量一個粒子的速度，就需要用波長較長的波，那么就不能精確測量粒子的位置。

微觀粒子的這種不確定性，意味著粒子不可能絕對靜止，所以絕對零度是不可能達(dá)到的。就像光速一樣，只能無限接近！

那么，宇宙中的高溫呢？高溫有沒有上限了？

或許不少人并不知道，其實高溫也是有上限的，這個上限就是“普朗克溫度”。

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

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

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，普朗克計算出了最小的空間尺度：普朗克長度，還有最小的時間尺度：普朗克時間。普朗克長度和普朗克時間分別是最小的有意義的長度單位和時間單位，任何小于普朗克長度和普朗克時間的單位都沒有意義。

而普朗克溫度就是宇宙大爆炸發(fā)生一個普朗克時間的溫度，也是宇宙的最高溫度，這個溫度大約為1.4億億億億度。我們無法定義宇宙大爆炸發(fā)生后小于一個普朗克時間的溫度，因為普朗克時間是最小的時間單位，小于一個普朗克時間是沒有意義的。

而且最高溫普朗克溫度實際上也只能達(dá)到一次，我們無論如何無法再次創(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。

對比一下就知道了，太陽核心溫度也只有1500萬攝氏度。而目前人類創(chuàng)造出來的最高溫度是大型對撞機(jī)制造出來的，也可以稱為“迷你宇宙大爆炸”，溫度雖然達(dá)到了10萬億度，但也僅僅只有普朗克溫度的一千億億分之一而已！