「宇宙」为什么高温无限而低温最低是-273.15℃?( 二 )
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粒子振动得越来越厉害 , 温度就会越来越高 , 而在宇宙大爆炸的初始时刻 , 肯定粒子所能达到的就是最高温度 , 也就是宇宙大爆炸那一刻的温度 , 超过那一刻就进入了量子引力的范围 , 而且现代物理学将在这一刻失效 , 因此这时候所达到的温度就是宇宙最高温 。
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为什么达不到绝对零度呢?
绝对温度定义为所有原子运动停止的点 , 为了达到真正的绝对零度 , 不仅原子运动必须停止 , 而且所有原子的内部组件也需要停止 , 那么电子需要停止绕原子核运动 , 原子核中的中子和质子也将停止相互作用 , 其内力 , 夸克等等也都必须停止所有活动 。
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但由于量子力学效应 , 这是根本不可能的达到的 。 由于我们空间中的能量交换每时每刻都在进行 , 这只是一种理想情况 , 因此绝对零度只能无限接近 , 不可能达到 。
目前使用激光冷却和磁蒸发冷却技术已经可以非常接近绝对零度了 , 在激光冷却中利用快速移动让原子与光子相撞 , 直到它们减慢到开尔文的1 / 10,000度 。
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总结 。
温度主要是取决于内部原子、分子等粒子的动能 , 根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布 , 粒子的平均动能越大 , 温度也就越高 。
当粒子的平均动能低于量子力学的最低点时 , 温度就达到了绝对零度 , 此时温度已经不可能再低了 , 但事实上自然界的温度只能无限逼近于绝对零度 , 永远不可能达到绝对零度 , 这是因为当处于绝对零度的时候 , 此时所有粒子都将处于完全静止的状态 。
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一切的热力学活动也将全部停止 , 那么粒子的速度和位置就被确定了下来 , 与量子力学中的“不确定性”是违背 。 但其实温度也是有上限的 , 上限在物理上被称为普朗克温度 。
来源:星球上的科学
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