温度一直以来是我们感知环境的重要指标之一,在物理学中,温度的上限能高达1.4亿亿亿亿度,甚至更高,而下限却为-273.15℃,那么为什么在数量级上,温度的上限与下限相差如此之大?
这个问题的答案要从温度的产生机制中寻找。
从微观层面上来说,任何物体都是由原子和分子组成,当物质内的分子运动速度越快,温度会越高,分子的运动速度越慢,温度会越低。
量子力学认为,构成宇宙万物的各种微观粒子都拥有不确定性,其位置和动量永远处于变化之中永不停歇。微观粒子不断运动产生的热量使得它们构成的宏观物体也拥有了热量,而“温度”就是表达宏观物体所用的单位。
在标准宇宙模型里,138亿年前宇宙大爆炸那一刻产生的1.4*10的32次方℃是宇宙最高温度,物理学中被称为“普朗克温度”,在该温度下一切熟知的基本粒子以及四大基本作用力都还处于统一状态。
而相比普朗克温度的“有迹可循”,温度的下限-273.15℃却是人类永远无法触及的“”,因为微观世界的不确定性和空间中每时每刻都在发生量子涨落让“绝对静止”成为了不可能。根据热力学第三定律,“绝对零度永远无法达到,只能无限接近,任何空间必然存在能量与热量,也就是真空不空。因此,绝对零度终究是一个遥不可及的梦。。