-273.15℃，這個(gè)數(shù)字本身給我們的感覺(jué)并不是很小，但就是這樣的數(shù)字我們?nèi)祟愐矡o(wú)法企及，只能無(wú)限接近。這個(gè)溫度就是我們常說(shuō)的絕對(duì)零度，也就是0K。

但宇宙中的最高溫卻能達(dá)到1.4×10^32K，這個(gè)溫度就是我們常聽(tīng)說(shuō)的普朗克溫度，它倆之間的差距為何如此之大？為什么絕對(duì)零度我們無(wú)法達(dá)到，為什么最高溫度我們平時(shí)很少討論？

要了解以上的問(wèn)題，我們首先要了解下溫度的概念。

什么是溫度？

在宇宙中，有些物理概念是物質(zhì)的本質(zhì)屬性，例如質(zhì)量、能量、自旋，就算沒(méi)有人類物質(zhì)也具有這些內(nèi)在的性質(zhì)。

但有些是人為規(guī)定的，例如今天要說(shuō)的溫度，它是人類規(guī)定出來(lái)測(cè)量物體內(nèi)分子/原子平均動(dòng)能（內(nèi)能）的物理量。如果沒(méi)有人類，說(shuō)不定外星人可以用其他的方式表示物體內(nèi)所具有的內(nèi)能。

換句話說(shuō)， 溫度就是物體內(nèi)分子/原子隨機(jī)運(yùn)動(dòng)和震動(dòng)的結(jié)果，隨機(jī)運(yùn)動(dòng)和震動(dòng)的越劇烈說(shuō)明分子/原子所具有的動(dòng)能越高，表現(xiàn)出來(lái)的溫度就越高，反之亦然。

拿一杯水來(lái)說(shuō)，常溫下25攝氏度，你滴一滴色素進(jìn)去，顏色會(huì)相對(duì)緩慢的散開(kāi)，而溫度越高的水，由于內(nèi)部分子隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的越劇烈，色素會(huì)散開(kāi)的相對(duì)較快。

如果我們持續(xù)的給這杯水輸入能量（加熱），由于水分子所具有的動(dòng)能會(huì)不斷的提到，到達(dá)某一閾值，水分子就會(huì)掙脫水的束縛，從表面發(fā)生逃逸，這就是水的沸騰。

固體金屬也一樣，低溫時(shí)原子被化學(xué)鍵鍵合在相對(duì)固定的位置發(fā)生震動(dòng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，原子由于獲得了足夠的動(dòng)能，就會(huì)掙脫化學(xué)鍵，開(kāi)始隨機(jī)自由運(yùn)動(dòng)，這是金屬就被液化，持續(xù)加熱也會(huì)氣化。

為什么低溫只有-273.15℃，為什么我們?nèi)祟悷o(wú)法達(dá)到最低溫？

上文說(shuō)了，分子/原子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)和震動(dòng)是產(chǎn)生溫度的原因，所以一個(gè)物體內(nèi)所包含的分子/原子只要靜止不動(dòng)，那就沒(méi)有溫度。確實(shí)是這樣，這也是我們對(duì)絕對(duì)零度的定義。

所以最低溫就是0K，所謂的沒(méi)有溫度，換算成攝氏度就是-273.15，那為什么我們不能讓一個(gè)物體達(dá)到0K呢？

也就是讓物體內(nèi)的分子/原子停止運(yùn)動(dòng)！這其實(shí)又涉及到了宇宙中一個(gè)本質(zhì)的問(wèn)題，量子力學(xué)是描述微觀世界的一套法則。

人們發(fā)現(xiàn)微觀世界存在本質(zhì)的不確定性，組成物質(zhì)的粒子其動(dòng)能和位置不能同時(shí)確定，它倆測(cè)量的乘積一定大于普朗克常數(shù)的1/2。

因此物質(zhì)粒子是不會(huì)停止運(yùn)動(dòng)的，如果停止它的位置會(huì)充滿不確定性，如果位置確定，它的動(dòng)能就可能是0到無(wú)窮大，這明顯互相矛盾。

基于不確定性原理，所以人類無(wú)法創(chuàng)造出絕對(duì)零度的物體，只能無(wú)限接近。

為什么宇宙中的最高溫卻能達(dá)到1.4×10^32K

看了上文你應(yīng)該也知道了只要讓物質(zhì)粒子擁有越來(lái)越高的速度，那么它的動(dòng)能也就越高，相應(yīng)的我們測(cè)量它的溫度就越高。

由于現(xiàn)實(shí)生活中的物質(zhì)粒子都在低速狀態(tài)下運(yùn)行，所以我們就距離最低溫度比較近，離最高溫度比較遠(yuǎn)。

我們知道有質(zhì)量的粒子無(wú)法達(dá)到光速，只能無(wú)限接近，那么這是不是就是最高溫度極限的定義？并不是的，普朗克溫度1.4×10^32K，指的是宇宙誕生后第一個(gè)普朗克時(shí)間（10^-43s）宇宙的溫度。

在這個(gè)時(shí)期，宇宙中所有的能量都集中在一起，擁有著最高的溫度，但是這時(shí)的溫度會(huì)打破我們現(xiàn)有的物理法則，也就是說(shuō)我們現(xiàn)在的物理法則在宇宙誕生的時(shí)候就會(huì)完全失效。

我們還拿一杯水說(shuō)事，如果我們將這么水放在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中給它持續(xù)的加熱會(huì)發(fā)生什么？

當(dāng)溫度達(dá)到5500K時(shí)，水分子就會(huì)被完全破壞，如果持續(xù)的加熱原子也會(huì)被電離，形成由原子核和電子組成的等離子體。

當(dāng)溫度達(dá)到80億K時(shí)，粒子的碰撞會(huì)產(chǎn)生電子和正電子對(duì)。

當(dāng)溫度達(dá)到200億K時(shí)，原子核就會(huì)被電離，分裂成中子和質(zhì)子。

當(dāng)溫度達(dá)到2萬(wàn)億K時(shí)，中子和質(zhì)子也將無(wú)法存在，而會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榻M成它們的夸克和膠子。（夸克禁閉只在低溫狀態(tài)下發(fā)生）

當(dāng)溫度達(dá)到2千萬(wàn)億K時(shí)，這時(shí)的空間會(huì)產(chǎn)生目前已知所有的粒子和反粒子。在這個(gè)溫度下也會(huì)誕生希格斯玻色子，并停止于其他粒子發(fā)生相互作用。

也就是說(shuō)當(dāng)達(dá)到這個(gè)溫度的時(shí)候，空間中所有的粒子都會(huì)變?yōu)闊o(wú)質(zhì)量粒子，它們的行為更像是光子，并且以光速運(yùn)動(dòng)。

所以說(shuō)，光速極限并不是限制宇宙最高溫度的原因。2千萬(wàn)億K（2×10^15K）這個(gè)溫度離普朗克溫度（1.4×10^32K）還非常遠(yuǎn)，但是這個(gè)溫度也足以打破我們現(xiàn)有的物理法則。

那么我們能否創(chuàng)造出普朗克溫度呢？

這個(gè)問(wèn)題相信也不用多說(shuō)，這是宇宙誕生時(shí)的溫度，包含著整個(gè)宇宙的能量，我們?nèi)祟惾绱嗣煨?，如同塵埃一般，這個(gè)數(shù)字是我們可望不可及的。

如果我們能創(chuàng)造這樣的溫度，那么我們就有創(chuàng)造宇宙大爆炸的能力，我們就是造物主，我們可以為所欲為。

再說(shuō)整個(gè)可觀測(cè)宇宙的能量也是有限的，就算我們有一天可以牛到收集可觀測(cè)宇宙的能量，也無(wú)法創(chuàng)造出整個(gè)宇宙誕生時(shí)的溫度，畢竟目前大部分的宇宙都和我們失去了聯(lián)系。

總結(jié)

絕對(duì)零度感覺(jué)離我們很近是因?yàn)橛钪嬖诖蟊ㄒ院蠼?jīng)過(guò)了138億年的膨脹，已經(jīng)冷卻到了非常低的溫度。我們本身就生活在一個(gè)低速、低能量的宇宙中。

如果我們?nèi)祟惓霈F(xiàn)在宇宙誕生后的數(shù)秒鐘，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)宇宙中到處都是高溫，并且溫度離極限溫度非常近，各種物質(zhì)粒子都在以光速飛行。

這時(shí)我們就會(huì)這樣問(wèn)，為什么宇宙中最高溫度只有1.4×10^32K，而絕對(duì)零度卻可以低到-273.15℃。

只能說(shuō)我們生活的宇宙時(shí)代不一樣而已。未來(lái)的宇宙還會(huì)持續(xù)地冷卻，會(huì)越來(lái)越接近0K。