为什么太阳内部温度有1500万度,而宙中的最低温只有零下273.15度

最近天气反复无常,又有些降温了,说到降温我就想到一个问题:宇宙的最低温度和最高温度,分别可以达到多少?

首先我们来说说宇宙的最高温度,宇宙的最高温度是多少呢?达到温度上限的时候又会发生什么事情呢?

人类目前接收的主要能量其实都是来自于太阳,而太阳的内部核心温度大约是1500万度,这是因为太阳内部的氢聚变成氦。

不少人都认为太阳的高温是接近宇宙的极限,但事实上在恒星之中,太阳的温度已经是非常低的了。

根据科学家的计算,古老的大质量恒星,在超新星爆发的前期,它的温度可以达到60亿度。而令人意外的是,就连人类的科技,都可以制造出远远超过恒星内部的高热火球。

欧洲核子研究组织的科学家,曾经使用大型强子对撞机,将两束铅原子加速到接近光速,并且进行了对撞。他们成功地制造出了一个高度炙热和稠密的亚原子爆炸,温度超过了5万亿度。

科学家认为,在如此高温之下,不但原子本身会被分解,就连构成原子核的质子和中子都会融化,生成一种由更小、更微小的基本粒子,夸克和胶子构成的不稳定状态,被称为夸克胶子等离子体。

这一奇特的状态也存在于宇宙大爆炸发生后的20—30微秒,科学家期望可以复制出这种状,以便来分析宇宙大爆炸时物质诞生的过程。

在宇宙的历史当中,真正最热的那一刻,就是有宇宙大爆炸造成的。

科学家计算出,在宇宙诞生的最早期阶段,宇宙由一个密度无限大的奇异点组成,当时的四种基本力,包括电磁力、万有引力、强相互作用和弱相互作用力,全部都统合在一起,所有原子核物质都未曾存在,这一时期被称为普朗克时期。

当时宇宙的一起都只是高热和密集的能量,这是一个难以想象的混沌空间,在这样的环境下,现存的所有物理定律都不会适用。

那里的温度有可能超过10的32次方摄氏度,这就是宇宙可以达到的最高温度,也被称为普朗克温度。

普朗克温度所维持的时间非常短暂,只是10的43次方分之1秒,之后宇宙就开始降温。

空间快速膨胀,接着基本粒子和物质也相继出现,形成我们现在看到的世界。

说完最高温度,我们再来说说最低温度,这个想必大家都很清楚,最低温度就是绝对零度,也就是零下273.15摄氏度。

那么为什么是这样一个温度呢?原因很简单,因为物体产生温度实际上就是原子在物体内部的运动。当我们感觉到一个物体比较热的时候,就意味着它的原子在快速的运动。反之,我们感觉一个物体比较凉的时候,则是因为其内部的原子运动速度变慢了。

根据原子运动的知识我们知道,如果到达了绝对零度的时候,那么原子的运动就会完全停止。那也就是说我们能够精确地测出粒子的速度,可是1890年普朗克引入的普朗克常数,已经说明了这绝对是不可能的。

这两者相互违背,那就只能说明,我们理论上可以推断出来,绝对零度是无法达到的。

或者我们也可以从理想气体方程里面得出来,如果温度达到绝对零度的话,气体的体积会变成零,这很明显是不可能的。

所以通过理论推导,我们虽然无法达到,但是我们可以确定这个温度就是宇宙的最低温度。绝对零度无法达到,只能无穷接近。

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