普朗克 宇宙最高溫高達14億億億℃,為什么最低溫只有-273℃
地球是目前宇宙中唯一發(fā)現(xiàn)存在生命的星球,地球能夠誕生出生命,很重要的一個條件是地球擁有非常合適的溫度,地球的平均溫度只有15攝氏度,是一顆非常溫和的星球,反觀太陽系其他星球,白天的溫度動輒幾百攝氏度,晚上溫度又下降到零下100多攝氏度,根本不適合生命的生存和繁衍,不過地球的平均溫度雖然只有15℃,但這并不意味著地球每個地方都是15℃,有些地方的溫度遠遠高于這個溫度,有些地方的溫度又遠遠低于這個平均值。
地球平均溫度為15℃
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根據(jù)科學(xué)家們觀測,目前在地球上觀測到的最高氣溫為57.8℃,是1922年在非洲利比亞阿奇亞地區(qū)測得的;歷史最低氣溫則是1967年在南極“極點”附近測的-94.5℃的,這兩個氣溫成為人類有史以來測得最高溫和最低溫,而隨著科技的發(fā)展,科學(xué)家不僅測得地球的最高溫和最低溫,而且也推算出宇宙的最高溫和最低溫,根據(jù)推算結(jié)果,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙理論上存在的最高溫度高達1.4億億億℃,最低溫則為-273.15℃。
南極地區(qū)
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看到這個結(jié)果,我們都會感到疑惑,宇宙的最高溫度可以達到1.4億億億℃,可是最低溫卻只有--273.15℃,兩者相差如此巨大,是什么原因造成的呢?
溫度的本質(zhì)是什么?
要想知道宇宙的最高溫度與最低溫度相差為何如此懸殊,那我們就必須了解溫度的本質(zhì)是什么,如果問你溫度的本質(zhì)是什么,你可能會不假思索地說溫度就是氣溫,就是多少攝氏度,代表冷和熱的一種單位,沒有其他任何意義,難道它還有其他含義?如果不說,可能很多人都不知道溫度其實還真的隱含有深層次的含義,溫度的本質(zhì)到底是什么?平時我們?yōu)槭裁磿械嚼浜蜔幔科鋵嵾@都與大氣中的分子有關(guān),當(dāng)大氣中的分子運動得越快的時候,分子之間的摩擦力就越強,產(chǎn)生的熱量就越多,所以溫度就越高,我們就會感到越熱;如果大氣中的分子越趨向于靜止,那么它們之間的摩擦力就越小,產(chǎn)生的熱量就越少,溫度就越低,我們就感到越冷,所以溫度的本質(zhì)其實就是分子的運動快慢產(chǎn)生的一種現(xiàn)象,溫度的高低與分子運動快慢存在密切關(guān)系。
溫度的本質(zhì)是分子運動
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宇宙最高溫度1.4億億億℃的由來
明白了溫度的本質(zhì),那再來分析一下宇宙最高溫度與最低溫度相差如此懸殊的原因,由溫度的本質(zhì)我們知道,分子運動越激烈,溫度就越高,換句話說,溫度是隨著分子速度加快而不斷上升的,目前宇宙中最快的速度是光速,但是這僅僅是理論上的最高速度,因為科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙中存在比光速還快的速度,比如宇宙膨脹速度就比光速快很多,由此可以推測,物質(zhì)的速度理論上來說是沒有上限的,既然物質(zhì)的速度沒有上限,那么分子的運動速度也不會存在上限,如果分子的速度沒有上限,理論上來說溫度也不存在一個上限值,也就是說最高溫度是一個無限制,無法使用數(shù)值去表達。
宇宙大爆炸瞬間產(chǎn)生普朗克溫度為宇宙最高溫度,達到1.4億億億℃
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不過為了方便研究,在現(xiàn)有理論知識的可以理解的前提下,科學(xué)家找到了分子運動速度最快瞬間的值,科學(xué)家認為,在整個宇宙史上分子運動速度最快的時候是宇宙大爆炸發(fā)生的那一瞬間,這個時間叫做普朗克時間,這個時間非常非常短,僅相當(dāng)于10的負43次秒(1E-43秒),在這個時間內(nèi)分子的運動速度是整個宇宙誕生史上最快的,由于溫度就是由分子運動產(chǎn)生的,所以溫度也在這個瞬間達到最高,科學(xué)家計算出這一瞬間的溫度高達1.4億億億℃,這個溫度又被命名為普朗克溫度,在整個宇宙中沒有溫度比普朗克溫度更高了。
宇宙最低溫-273.15℃的由來
說完了宇宙最高溫度產(chǎn)生的原因,那宇宙最低溫度又是如何產(chǎn)生的呢?我們已經(jīng)知道最高溫度是分子運動最激烈的時候產(chǎn)生的,那么最低溫度就應(yīng)該是分子運動速度最小的時候產(chǎn)生的,速度是用來表示物體快慢的一個單位,它是沒有負值的,所以速度最小的值應(yīng)該是0,當(dāng)速度是0的時候,分子的運動速度最小,溫度就最低,而當(dāng)分子的速度是0的時候,代表著分子已經(jīng)處于靜止?fàn)顟B(tài),也就是說當(dāng)分子完全靜止了,就可以獲得宇宙最低的溫度,科學(xué)家根據(jù)相關(guān)公式計算出分子靜止時溫度為-273.15℃,這個溫度也被稱作絕對零度,代表著理論上存在的宇宙最低溫度,這就是宇宙最低溫度--273.15℃的產(chǎn)生的原因。
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