我们都知道最低温度是绝对零度,即-273.15摄氏度。运动产生摩擦,摩擦产生热量。因此,绝对零度在本质上是所有运动停止的时候,所以绝对零度是不可能达到的。现在科学家已经做到了
我们都知道最低温度是绝对零度,即-273.15摄氏度。运动产生摩擦,摩擦产生热量。因此,绝对零度在本质上是所有运动停止的时候,所以绝对零度是不可能达到的。现在科学家已经做到了将分子冷却到绝对零度以上5000亿分之一度。
上图为麻省理工学院将钠钾(NaK)分子冷却到500纳米凯文的温度。
但是可能的最高温度是多少呢?有没有绝对高温呢?
根据粒子物理学的标准模型,普朗克温度是理论的最高温度。在普朗克温度范围内,0是绝对零度,1是普朗克温度,其他温度都是它的小数。这个最高温度被认为是1.416785(71)*10^32开尔文,在高于这个温度时,物理定律就不复存在了。
这个温度只能在粒子达到所谓的热平衡时才能实现,即所有的物体都处于相同的温度。
科学家们认为,我们最接近这个温度的时刻是在宇宙大爆炸。在我们的宇宙早期,时空扩张得极其之快(这段时期被称为暴胀期),以至于粒子无法相互作用,这意味着不可能有热量的交换。在这个时刻,宇宙没有热量交换,是热平衡的状态。
然而,也有许多人不同意普朗克温度是最高温度,在弦气体宇宙学中,最高温度定义为哈格多恩温度,预测可以达到10^30开尔文。
但除非有人提出一个被广泛接受的引力量子理论,否则普朗克温度,对于传统物理学家来说,仍将是最高温度。
目前,我们实际遇到的最高温度是在大型强子对撞机LHC的实验里。LHC将以14万亿电子伏特运行(之前是13万亿电子伏特),也就是terra电子伏特,即所谓的TeV。 TeV相当于10^17开尔文,比普朗克能标低15个数量级。但因为撞击产生的能量仅少量变成了热量溢出,实验物理学家得到的最高温度达到了3.28*10^10开尔文,即55万亿摄氏度。