为什么温度没有上限可以无限提升,却有一个绝对零度的下限值?
对于温度相信朋友们并不陌生,我们每天,每时每刻都在跟温度打交道。那么这个温度是如何来的?其实它也是随着宇宙大爆炸的发生而出现,在宇宙没有诞生之前,空间,时间,温度等统统都不存在。
直到138亿年前,一个神秘的奇点发生了大爆炸,时间空间出现了,温度也跟着出现了,正是有了温度才有了后来丰富多彩的宇宙,才有了地球生命的诞生。生命的生存演化和发展,需要一个适宜的温度,只有适宜的温度才会创造出一个适宜的生存环境,才能够孕育出生命。
地球这样的生命星球正是有了太阳发出的光和热,有了一个适宜的温度,才有原始生命的诞生,有了数百万年前人类的诞生。在我们的认知里,温度主要来自于太阳,它每天发出的辐射来到地球,带给了我们光和适宜的温度。
在人类没有走进科技时代之前,我们很少去思考研究温度,因为在很多人看来,温度有什么可研究的,它不就是非常普通的事物吗。可是当人类走进科技时代之后,随着科技的不断发展,我们才逐渐明白:温度没有我们想象的那么简单。
那么温度有什么奇特神秘之处?科学家对于温度的探索已经入门,如今我们都知道温度可以无限上升,几万度,几千万度,几亿度可以持续上升。可是让很多人感到奇怪的则是,温度却不可以无限下降,它有一个极限值,那就是绝对零度,也就是零下273.15摄氏度。
在这里,或许很多人会感到迷惑:为什么温度没有上限,反而会有一个绝对零度的下限值?其实要揭开这个谜团并不复杂,只要我们了解了温度的本质之后,你或许就会恍然大悟。
温度的本质是什么?根据目前科学家的研究认为,温度的本质就是分子的热运动剧烈程度,分子的热运动越剧烈,物体的温度也就越高,反之则越低。粒子的活动剧烈程度似乎没有一个极限,从一定程度上来讲,它是可以一直提升活跃度,所以由粒子构成的物体,温度也就可以无限提升。
可是粒子的活动减弱状态却有一个极限值,那就是静止不动。粒子的运动越来越小,那么物体的温度也就会越来越低,当它完全静止不动的时候,物体的温度也就降低到最低,这个温度就是绝对零度。
那么温度可以降低到绝对零度吗?根据目前的科学认为是不可以的。因为粒子的运动永远不可能静止下来,这一点跟光速始终无法达到是一样的道理。它只是一个理论极限值,在现实宇宙中可能并不存在,至少目前以人类的科技实力,不管如何努力,也只能得到一个接近绝对零度的极限温度。
或许不少朋友看到这篇文章,对于温度是否有上限也提出了质疑,事实上,根据目前科学家的理论研究,温度的上限似乎也是存在的,那就是1.4亿亿亿亿摄氏度,我们称之为普朗克温度,以德国物理学家普朗克命名。
这个温度高到超出我们想象,根据科学家的理论研究,它似乎只在宇宙大爆炸发生后的瞬间实现过一次,后来再没有出现。也就是说,这个温度的上限我们现在无法证实,它只是一个理论猜想,当然,即使这个温度真的出现过,那对于我们来说,要将温度提升到这个层次,也是一个我们不敢想象的可能。
所以,站在理性的角度,我们说起温度的上限才认为它没有,以人类目前的科技实力,通过粒子对撞机已经能够创造出5亿摄氏度的高温,可是这个数值跟普朗克温度相比,仍然是一个巨大的鸿沟。相对来说,绝对零度才是我们可望的一个理论极限温度,人类目前能够创造的最低温已经非常接近绝对零度。
不管是温度的理论上限还是理论下限,它们对于我们来说仍然只是一个猜想温度,现实中或者宇宙中是否存在这样的温度,我们仍然无法肯定。或许在宇宙的一些神秘区域,存在着超出我们想象的温度。
那么当温度达到上限或者下限的时候,会发生什么?通过前面的了解,我们看到了温度起源于宇宙大爆炸,也就是说宇宙大爆炸的那一瞬间,温度是最高的,达到了1.4亿亿亿亿摄氏度,在后面的岁月里,宇宙不断冷却,温度不断下降。
温度的上限诞生了宇宙早期的元素,为宇宙后来的演化提供了基础。而温度的绝对零度下限又会是什么情况呢?通过温度本质的了解,我们可以看出,温度要达绝对零度值,那么粒子的运动就要停止。而万物以及整个宇宙空间是由粒子构成,当粒子静止不动的时候,也意味着整个宇宙空间将会处于绝对静止的状态。
这种状态则是宇宙的末日,是代表着宇宙空间的终结,或许宇宙的最终结局就是如此,整个空间完全静止,温度达到了极限。如果用一个词来形容,那就是冰冻宇宙,温度的上限值创造了宇宙的一切,温度的下限值终结宇宙的一切,这可能就是温度诞生的命运。
温度对于人类研究探宇宙奥秘有着重要的意义,通过它我们可以不断揭开宇宙的真相。甚至当人类的科技发展到极高阶段之后,我们可以创造出普朗克温度的时候,会不会也创造出一个宇宙?
如果人类在科技发展到一定程度的时候,可以创造出一个宇宙,那我们就不得不重新思考,这个宇宙的起源,它真的是自然诞生演化而来的吗?会不会背后也有一个强大未知的超级文明在创造宇宙,做着某个实验?在真相没有揭开之前,一切皆有可能。
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