零下273度(為什么最低溫度是零下273度)

溫度時時刻刻影響著我們的生活，我們都知道宇宙中的最低溫度是零下273.15度，這也被稱為絕對零度。當然，根據熱力學定律，這個溫度是達不到的。那宇宙中的最高溫度是多少呢？

今天，我們就來聊一聊這個問題。

要搞清楚這個問題之前，我們得先搞清楚：溫度到底是什么？

實際上，關于溫度的定義有很多。但是，人類對于熱現象的微觀理解直接促進了熱力學的發展。因此，我們這里就聊一聊：從微觀視角來看，熱（溫度）到底是什么？

具體的定義是這樣的：

物體分子熱運動的劇烈程度。

那該如何理解呢？

我們都知道，萬物都是由微觀粒子構成的，但是粒子并不是整齊劃一地排排隊。實際上，粒子是時刻都在動。

這一動，就有快又慢。不過我們不可能一個個粒子去看，更沒辦法一個個去測量。不過，我們可以采用統計的方法。也就是說，從整體上看粒子的平均動能。平均動能越大，說明溫度就越高；平均動能越慢，說明溫度越低。

這里補充一點，很多所說太空中是絕對零度的，這句話是有問題的。首先，溫度要體現出來的前提是有足夠的粒子數。而宇宙空間是十分空曠的，平均密度不到一立方米一個氫原子的水平。因此，太空實際上并不能夠顯現溫度。其次，太空也不是絕對零度，而是2.7K，比絕對零度高2度，至于為什么，我們下文會說到。

知道了最低溫度，我們再來看看最低溫度零下273.15度是咋來的？

上文也說到了，從微觀視角上看，溫度的本質是粒子的熱運動。所以，其實我們很容易得出，當分子的平均動能最低時，所對應的就是絕對零度。

照理說，應該就是粒子一動不動時所對應的溫度。不過，事實并非如此。描述微觀粒子的理論是量子力學，就是下圖里的這群大佬共同努力搞出來。

而在量子力學當中有一條基礎理論叫做：不確定性原理，是由科學家海森堡提出來的。

這個理論的意思是說，粒子的位置信息和動量信息是不可能同時被測得的，而且當你測到了它的位置信息時，動量信息就測不準了，反之亦然。這是因為觀測本身都會影響到粒子。

所以，根據不確定性原理，這些粒子在絕對零度時，并非是完全不動的，而是在一定范圍內振動。而此時的溫度根據理論進行計算，就是零下273.15度。不過，按照熱力學定律，絕對零度是達不到的，當然，科學家是不可能被理論所阻擾的。科學家一直在試圖在實驗室實現絕對零度，但至今也沒有成功。

說了完最低溫度，我們來說說最高溫度。客觀地說，我們是不知道溫度有沒有上限的。因為我們不知道的事情其實還有很多。我們現在只能說，按照目前的理論，我知道從宇宙誕生之初至今的最高溫度是多少。那這個溫度是多少呢？

這要從宇宙大爆炸說起，話說我們的宇宙起源于138億年前的一次“奇點"大爆炸。

按照目前的理論，我們無法描述“奇點”的物理學。我們所知道的事情都是大爆炸之后的事情。而大爆炸之后，宇宙的空間開始劇烈地膨脹。

宇宙初期的溫度實際上非常高，隨著空間的膨脹，溫度逐漸下降，持續至今，溫度降到了2.7K，也就是比絕對零度高了2.7度。（所以，太空的真實溫度是2.7K，而不是絕對零度，但由于粒子數太少，很難顯現出這個溫度。）

根據這個認知，我們這個宇宙的最高溫度實際上就是宇宙大爆炸的一刻的溫度。那這個溫度是多少呢？

科學家通過理論計算也得到的結果是：1.4*10^32K。也就是1.4億億億億度。

這里要補充一點，這個宇宙大爆炸的第一刻是有說法的。根據量子力學，我們所知道的其實是宇宙大爆炸之后10^-43秒的溫度，這是10^-43秒是我們目前已知的最小的時間跨度，也被我們稱為：普朗克時間，因此，這個1.4億億億億度也被我們稱為普朗克溫度。那么問題來了，我們其實并不知道在普朗克時間以內發生了什么，溫度是多少。

因此，普朗克溫度只能說是按照目前的理論，我們所知道的溫度上限值。

好了，關于溫度的下限值和上限值，我們就說到這里。