亿度空间

时间:2025-11-10 11:21:43编辑:莆田seo君

1.4亿亿亿亿度有多可怕?

在地球上,人类曾经记录到的最高气温是56.7摄氏度。如果是地表,最高温度则要更高。而深入地球内部,温度会变得越来越高。到了两千多公里深的地幔,温度可以超过3000度。而到了最深处的地心,温度更是高达5500度。太阳的温度则要更高,其表面温度就与地心相当,中心的温度可达1600万度。对于太阳这样的恒星,它们死亡之后,核心会暴露在外,并且坍缩成白矮星。白矮星更热,其表面温度可达10万度,核心温度可达1亿度。如果是质量更大的恒星,它们耗尽核心燃料之后,核心会坍缩成炽热致密的中子星。中子星的表面温度估计可达60万度,中心温度超过10亿度。当两颗中子星发生碰撞时,将会释放出巨大的能量,主要是电磁辐射和引力波,并产生高达3500亿度的极高温度。人类制造的最高温度虽然宇宙中的天体可以通过自发的过程变得很热,但人类在实验中制造出了更高的温度。在相对论性重离子对撞机(RHIC)中,金离子被加速到亚光速,它们之间发生猛烈碰撞,产生了4万亿(4×10^12)度的高温。在这种温度下,物质无法维持常规状态,而是会被分解成夸克-胶子等离子体,即夸克汤。对于常规温度下的物质,它们都是由质子和中子构成。质子和中子又是由更小的夸克组成,这两种粒子都是重子。由于色禁闭,夸克受到约束无法单独存在,胶子负责夸克之间的力传递。但在足够高的温度和密度下,质子和中子将会分解成夸克汤。夸克与胶子不受约束,成为一坨致密的东西,其密度高达400亿吨/立方厘米。人类所制造出的最高温度还要更高一个数量级。在大型强子对撞机(LHC)中,物理学家用高能质子猛烈撞击重原子核,结果产生了温度达到10万亿度的夸克汤。那么,最高的温度是多少度?温度可以无限升高吗?从本质上来说,温度反映的是微观粒子热运动的剧烈程度。如果粒子的能量越高,热运动越剧烈,宏观表现出的温度也会越高。粒子的速度极限是光速,那么,这是否意味着粒子达到光速时,温度也会达到最高呢?事实上,构成物质的微观粒子都是有静质量的,它们的速度达不到光速。但在无限接近光速的过程中,粒子的动能会趋于无穷大,那么,这是否意味着温度可以无限升高呢?根据现有的理论,当物体的温度变得足够高时,它们辐射出的波长将会小于最短长度——普朗克长度(1.6×10^-35米),这样就没有物理意义了。此时对应的温度被认为是最高的温度,这就是普朗克温度,其大小为1.4亿亿亿亿度。普朗克温度在普朗克温度下,量子力学和广义相对论全部失效,时间和空间都会崩溃掉,变得没有意义,所有的粒子都不复存在,四大基本力都会统一成一个力。根据标准宇宙模型,我们的宇宙只有在最初诞生的一瞬间,也就是第一个普朗克时间(5.4×10^-44秒),才达到过这个极限温度。不过,也许还有超过普朗克温度的更高温度。当温度超过普朗克温度时,量子效应和引力效应都会变得十分显著,我们现在还没有一套能够同时描述量子和引力的理论,所以对于更高的温度无法描述。如果未来能够出现统一量子力学和广义相对论的量子引力理论,我们就有能力理解普朗克温度之上的物理状态。

为什么宇宙最高温度为1.4亿亿亿亿度,而最低温度却为-273.15℃?

直接给出答案吧,宇宙中最高的温度是普朗克温度,也就是1.4亿亿亿亿摄氏度。宇宙中最低是逼近绝对零度,也就是逼近-273.15℃。

因为宇宙曾经达到过最高的普朗克温度,而没有达到过最低的绝对零度。宇宙大爆炸得第一个瞬间的温度就是普朗克温度。






按照麦克斯韦-玻尔兹曼分布。我们已经知道温度的本质就是微观粒子运动程度的体现。微观粒子运动越剧烈,其在宏观上的表现就是温度越高。

比如,为什么开水会让你的手感到很烫?



温水水分子示意图

那是因为开水内的水分子剧烈运动,当你的手触碰到这些剧烈运动的水分子后,就会吸收它们的动能。导致手中的分子运动程度增大,并且刺激到神经,并感受到了烫。



开水水分子示意图

那么最低温度在理论上就是把微观粒子的运动程度降到最低。

理论上最低的温度就是没有物质运动,没有辐射的地方,这就是理论上的绝对零度。不过宇宙中不存在这样的地方。宇宙空间本来就充满着各种电磁波,即便再黑暗的地方,或多或少还是残留着电磁波的。电磁波就具有能量,这些能量就是温度的体现。



如果宇宙中存在某一空间,并且完全真空,不存在任何光子。那么这一空间的温度就是绝对零度吗?

答案当然不是,因为宇宙真空还存在狄拉克之海。也就是说真空不断产生正反粒子对,并迅速湮灭,这就导致真空并不空,依旧存在着物质的运动。除此之外,在普朗克长度级别上,时空并不平滑了,并且存在量子泡沫,并伴随着能量的改变。



没有哪一片真空区域完全脱离物质的存在。所以实际上,真实世界的最低温度只能无限逼近绝对零度,而不能达到这一数值。

我们也可以根据德布罗意的物质波了解绝对零度

我们知道物质都是波粒二象性的。当然这也包括宏观物体,只不过波粒二象性在宏观世界极其不显著罢了。

按照理论,物质温度越低,其物质波波长就长,物质就更倾向于波,而远离粒子性。



如果物质的温度不断降低,那么粒子之间的物质波就长到可以大部分重叠了,这时候物质的粒子性就渐行渐远。粒子性地不断消退,意味着物质的运动程度越慢越低。



理论上,物质的最低运动程度就是波粒二象性完全变成波,而丧失粒子性。但这是不可能的实现的。

就相当往一个体积无限大的盘中先放入一升水,并滴入一滴墨,起初墨水的浓度还是比较显著的。可是随着不断往水盆中加水,只会导致墨水浓度越来越低,墨的存在基本就察觉不到了,就好像物质的粒子性随着波长的增长而很难察觉到。但这不代表这盆水的墨水浓度为0。同理,物质波长很长不代表粒子性就没有了。所以,绝对零度是达不到的。



宇宙最高就是让微观粒子的运动剧烈程度达到最大值。

通俗一点说,也就是把微观粒子的质量先划分为无数个无穷小量,类似于微积分的概念。每个无穷小的质量以宇宙中最高的速度-光速运动。



这样一来,也就是微观粒子能达到的最大运动程度。

根据普朗克的温度公式Tp=(c^5/Gk)。

公式中为约化普朗克常数,k为玻尔兹曼常数,G为引力常数,c为光速。从公式中可以看出来,引入光速就是确保物质的最大运动程度。

普朗克温度大约是1.416808×10^32K。K为绝对温标。开氏温度与摄氏温度的换算相差一个绝对零度。譬如0k=-273.15℃;1k=-272.15℃;1000k=726.85℃。所以普朗克温度换算摄氏度大约为1.4亿亿亿亿摄氏度。


从绝对零度到1亿亿亿亿度,宇宙最低温到宇宙最高温,你都知道吗

对于我们普通人来说,温度的差别不过是零下十几二十度的严冬到零上三十度的夏日之间的变化。但是在这个宇宙中,温度的变化可以令你瞠目结舌。从宇宙最低温到宇宙最高温,你都知道哪些?

毫无疑问,绝对零度就是宇宙的最低温度。用热力学表示就是0开尔文(0K),用温度表示就是-273.15 。

很显然,绝对零度是一个目前不可能达到的理想状态,我们只能尽全力接近这个温度。从微观意义上来讲,绝对零度意味着微观粒子全部停止自由移动,这是我们目前完全做不到的。正因为粒子不作任何运动就是动能最低的状态,没有比不动还低的动能状态,因此绝对零度是不可突破的。

皮是10的-12次方,500皮开尔文就是5*10^-9次方开尔文,已经非常接近绝对零度了,而这也是人类迄今为止创造出来的最低温度。来自美国、德国、奥地利等国家的国际科学家团队首次创造了这样的成绩,这也是人类 历史 上首次将温度降低到1纳开以内。

这是人类在宇宙中观测到的最低温度,来自于距离地球5000光年的旋镖星云。旋镖星云的中心是进入到演化末期的恒星,这种恒星会将物质抛射到宇宙空间,形成巨大的星云。由于膨胀速度极快,导致整个星云的温度急剧降低,只比绝对零度高了1K。

虽然恒星普遍温度惊人、行星的温度也相对适宜,但是毕竟宇宙中绝大部分空间都是相当空旷、没有什么天体的。在这种情况下,宇宙整体的平均温度其实低得令人震惊,只有2.7K,也很接近绝对零度,这个数字是科学家们通过宇宙微波背景辐射探测到的。这是宇宙今天的平均温度,如果一会看到宇宙最高温度,恐怕你会惊掉下巴。

在这个温度下,水银就会变成超导体,也就是传导电流时电阻为零。超导体是一种非常特殊的导体,而4.2K的水银恰恰在1911年成为了人类第一次发现的超导体。超导体对于人类的发展至关重要,但就像水银一样,人类已知的绝大部分超导体都需要极低的温度才行。

近些年来,科学家们在常温超导体方面不断取得突破。2020年10月,美国科学家宣布实现了15 下的常温超导体,但所需压强非常高。常温超导体投入使用,还需要一段时间的研究。

在地球上,没有什么地方比南极更冷了。由于常年没有直射的阳光,广袤的冰川又会将大部分阳光反射掉,因此南极的温度低得惊人。迄今为止,人类记录下的地球最低自然温度就是在南极点测得的-94.5 ,也就是178.45K,不知道这个纪录何时会被打破。

也就是0 ,相信大家也并不陌生,那就是水冰的凝固点。当然这里要有一个限制条件,那就是在1个大气压的情况下,因为不论是冰的熔点还是水的沸点,都会随着压力的变化而变化。

即37 ,是人类的正常体温,不过根据体质的不同,也会有一些小范围的波动。不论是高于正常体温还是低于正常体温,对于细胞都会有所损害,导致人体受到威胁。1980年的时候,有一位美国人因为中暑发烧达46.5 ,24天后退烧,这是人类幸存下来的最高体温纪录。另外,人类幸存的最低体温纪录是13.7 ,但这些都属于奇迹,一般人是承受不了的。

56.7 ,这是有记录以来地球最高自然气温,出现在1913年7月10日的美国加州死亡谷。1922年的时候,利比亚阿兹齐亚地区曾经有过58 的极限高温纪录,但是后来被怀疑极有可能是虚假数据,最终连申请的吉尼斯世界纪录也被取消,56.7 仍是目前公认地球最高气温。

也就是100 ,也就是水的沸点。同样的,这也是要求在1个标准大气压下。我们平时家里用的压力锅,正是因为高度密闭导致锅内压力极高,从而使得水超过了100 还不沸腾,从而以更高的温度炖煮食物使其快速熟烂。在自然环境下,海拔越高的地区空气越稀薄,大气压越小,在高原地区,水甚至在70 就开始沸腾了。

这是太阳核心区域的温度,正是在这样恐怖的温度以及超高的压力配合下,氢才会被迫挤压到一起聚变成氦,从而使得太阳能够发光发热。到了太阳表面,温度就低得多了,大约是5500K,但同样非常惊人。

大质量恒星在进入到演化末期的时候,核心处就会达到这样恐怖的温度。这样的恒星在死亡时会非常剧烈,也就是变成我们熟知的超新星。超新星释放的能量非常惊人,其亮度甚至可以超过一个星系,最终核心会坍缩形成一个中子星或者黑洞。

说起来你可能不信,但这是人类目前制造出来的最高温度。按说这样的温度足以毁灭一切,但由于它只是出现在量子领域,所以并没有伤害我们。2012年的时候,欧洲科学家利用大型强子对撞机中通过高能粒子对撞的时候制造出了持续了仅仅一瞬间的5.5万亿开尔文的恐怖高温。

如果考虑到宏观层面上、持续时间相对可观的条件,那么人类创造的最高温度是大约1亿开尔文,也就是所谓的人造太阳。在这个温度下,我国科学家制造的人造太阳可以稳定运行100秒,韩国科学家在2020年12月创造20秒的成绩,但都远远不足以投入实际生产使用。

1的后面有32个0,你知道这是一个怎样的数量级吗!算下来,这就是1亿亿亿亿开尔文!这样的恐怖温度真的仅仅出现了一瞬间,而且恐怕永远也不会再现,它就是宇宙大爆炸一瞬间的温度。

宇宙诞生之前,所有物质都集中在一个奇点内,没有任何体积,所以密度无限大,温度也无限高。然后,由于一个未知的原因,这个奇点发生了大爆炸,释放出了所有的物质和能量,在宇宙大爆炸的一瞬间,温度大约是1.4亿亿亿亿开尔文。从此宇宙开始不断降温,到了今天降温到仅仅2.7K。


零下1亿度有多冷

是没有零下1亿度的,温度有一个下限,约为零下273.15摄氏度。不过,绝度零度在现实中是一个无法达到的极限温度。因为粒子的内能为零,意味着它们的动量和位置都能被同时精确测量出来,而这与量子力学的不确定性原理相悖。迄今为止,人类在实验室中制得的最低温度为-273.1499999999 ℃,比绝对零度高了0.0000000001度。至于人类在超低温环境中会怎样,目前知之甚少。不过,人类现在已经在积极开展相关研究,未来有望能够发展出人体冷冻技术。绝对零度的粒子运动虽然说,温度存在着理论下限绝对零度,但是这并不意味着物质在绝对零度的温度状态下一切运动都停止了。从统计热力学的角度看,物质的微观运动大体上可以分为分子平动、分子转动、分子振动、电子运动和核运动等几类。在绝对零度下,描述分子整体平移的分子平动、描述分子绕质心旋转的分子转动确实已经消失,但是分子振动、电子运动和核运动存在最低量子态,是不能被温度冻结的,所以说,客观世界的静止是相对的,运动是绝对的。

零下1亿度有多冷

没有零下1亿度,绝对零度是热力学的最低温度,但只是理论上的下限值。热力学温标的单位是开尔文(K),绝对零度就是开尔文温度标定义的零点。0K约等于摄氏温标零下273.15摄氏度,也就是0开氏度。在此温度下,物体分子没有动能和势能,动势能为0,故此时物体内能为0。 1、没有零下1亿度,绝对零度是热力学的最低温度,但只是理论上的下限值。热力学温标的单位是开尔文(K),绝对零度就是开尔文温度标定义的零点。0K约等于摄氏温标零下273.15摄氏度,也就是0开氏度。在此温度下,物体分子没有动能和势能,动势能为0,故此时物体内能为0。 2、物质的温度取决于其内原子、分子等粒子的平均动能。根据麦克斯韦玻尔兹曼分布,粒子平均动能越高,物质温度就越高。理论上,若粒子平均动能低到量子力学的最低点时,物质即达到绝对零度,不能再低。然而,根据热力学第三定律,绝对零度永远无法达到,只可无限逼近。因为任何空间必然存有能量和热量,也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的,除非该空间自始即无任何能量热量。在此一空间,所有物质完全没有粒子振动,其总体积并且为零。

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