引言
感受温度是我们与生俱来的本能,因为不管是温度过高还是过低,都会对我们的身体造成伤害。
久而久之,我们也会对各种物体的温度有一个基本的概念,比如看到火焰就会想到热,看到冰块就会想到冷,即使没有真的去近距离接触也一样,这是因为我们在生活中已经有了经验,所以脑海中会重现曾经的感觉,这是人类赖以生存的能力之一。
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但是对于那些我们从未接触过的事物,我们是很难想象他们的温度的。比如在宇宙之中是什么温度?相信这个问题很多人都没有概念,因为“宇宙”不是一个对普通人类有“热”或者“冷”的概念的事物。
不过随着人类探索宇宙的步伐一步步前进,我们也开始对宇宙空间的温度有了一些概念,比如宇宙空间的温度接近绝对零度,而太阳表面的温度达到5500摄氏度。
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宇宙中的温度上限是多少?
一种物体的温度是由物质内部的粒子动能决定的,其密度越高,运动速度越快,温度就越高。
太阳是距离我们最近的恒星,有着极高的温度,然而纵观整个宇宙,太阳只是其中非常小的一颗恒星,其他大型恒星的温度非常高,甚至可以达到数十亿度。或许有人觉得,这些超大恒星的温度大概就是宇宙中最高的温度了吧?但并不是这样,宇宙的最高温度甚至还要从“起源”开始说起。
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主流学界观点认为,宇宙起源于大爆炸,在大爆炸之前,宇宙只以一个“奇点”的形式存在。但是我们至今并不能知道,奇点中的物质是以什么方式存在的,因此只以大爆炸发生后最短的时间内的宇宙温度作为最高温度。
这个时间节点被称为“普朗克时间”,具体数字是5.4×10^-44秒,是宇宙物质运动中最小的时间单位。在大爆炸发生后普朗克时间内,宇宙的温度是1.4亿亿亿亿摄氏度,这就是宇宙温度的上限。
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为什么宇宙温度的下限是“绝对零度”?
看了对于宇宙最高温度的解释,相信大家都会对此感到惊讶,因为这个数字几乎超过了所有人的想象。那么太空中的最低温是不是也让人难以想象?
其实科学家早就对此给出了答案,宇宙中的最低温是“绝对零度”,也就是-273.15℃。比起最高温来说,这个数字显然对于我们来说要好想象得多。当宇宙中的粒子以最少的数量静止存在的时候,就会达到这个温度。
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绝对零度是科学家通过测算得到的,这只是一个理论上的最低温,在真实的宇宙中不可能达成,因为物质处于永恒的运动之中,绝对零度只能无限接近,而不能真正达到。
比如在无垠的宇宙空间中存在的粒子数量非常稀少,所以温度也达到了零下两百多度,和绝对零度的已经非常接近,所以暴露在太空中的宇航员都要穿着厚厚的宇航服,因为人类不可能承受这样的低温。
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人们能够制造出最高和最低温度吗
随着人类对于宇宙的了解不断深入,科学家们也开始进行一系列的实验,试图人为制造出各种宇宙中的运动形式。目前人们已经可以模拟出10万亿摄氏度的高温,但是距离宇宙中的最高温度还是有非常大的差距。
至于最低温度,根据热力学第三定理,物质永远不可能真的达到这样的温度,所以这也是一个理论上的最低温度,人们也无法真的模拟出绝对零度。
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对于宇宙物质的一系列的研究,不但揭示了物质运动的规律,也对我们研究宇宙发展的历史起到了重要的作用。人类只有更多地了解我们存在的世界,才能够推动知识和技术的进步。
当然,现在我们对于宇宙的了解还太少太少,甚至没能够真正走出太阳系。科学家们的一切演算,只有在事实的支撑下才能够得到证明。相信在未来,人们能够用事实来证明自己的理论,并在此基础上得到更多经验。
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