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温度的本质是分子运动的激烈程度，然而分子运动的速度无法突破光速，是不是就可以说宇宙有最高温度？

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发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

温度的本质是分子运动的激烈程度，然而分子运动的速度无法突破光速，是不是就可以说宇宙有最高温度？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

是的，你说的一点没错，宇宙确实存在最高温度极限。

这个温度叫做普朗克温度




Mp是普朗克质量 c为光速，k为波尔滋曼参数

从这个公式可以看出来，物体的最高温度，本质上就是组成物质的微粒所有都以光速震动时的温度。

需要注意的是，物体的温度不仅和粒子运动速度有关，还和粒子的质量有关。

所以假设组成物体的微粒以同样的速度运动，那么越重的粒子一定温度比轻的粒子温度高。

那么，物体存在最高温度，这说明了粒子存在最高质量上线，就是公式中的Mp

那么Mp是如何得到的？普朗克质量是当粒子的康普顿波长等于史瓦西半径时，粒子的质量。

康普顿波长是粒子位置不确定性的上线，其实也就可以认为是一个粒子半径的上线。

我们知道，史瓦西半径即为黑洞的视界。所以，在康普顿半径的规度下，如果粒子的质量超过普朗克质量，该粒子将坍缩成一个黑洞。

所以，普朗克质量是任意一个粒子的极限。

普朗克温度则是我们宇宙的温度极限，和绝对零度一样，普朗克温度是无法达到的。

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看来很多人对温度的理解还是很模糊，下边我就简单解释一下。

温度是物质内部原子热运动剧烈程度和反应，本质上其实就是物质内部粒子的平均动能。

那么，假设某物质所有的粒子热运动的动能都相等(实际情况中，如果不相等，只需要计算出平均动能即可)，并且假设该物质一共由N个微粒组成。

那么该物质热运动的总动能为(动能公式)

1/2Nmv^2

而通过热力学定律可知，粒子的热能等1/2kT,那么同理，N个粒子组成的物质的总动能为:

1/2NkT

物体的热能，实际上就是物质热运动的总动能，那么有:

1/2Nmv^2 = 1/2NkT

根据比公式，可以得到物质的开氏温标T

T=mv^2/k

知道了物体开氏温标的计算方法，就可以很简单的计算出物质温度和极限了。我们知道粒子运动速度和极限是光速c，粒子的质量极限为普朗克质量mp，带入公式，即为物体温度极限普朗克温度:

Tp = Mpc^2/k

回答于 2019-09-11 08:43:50

答：理论上宇宙确实存在最高速度，叫做普朗克温度T≈1.42*10^32K。

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温度的本质，是微观粒子的热运动，这点是完全正确的；微观粒子的热运动越剧烈，组成的宏观物体温度越高，并满足麦克斯韦-玻尔兹曼分布。

比如在常温下，物体分子的热运动最大概率速度在0.1cm~1cm/s之间；同时相对论描述，宇宙中存在最高速度——“光速”。

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如果按照对温度的定义，那么宇宙是存在最高温度的，这个温度由光速和其他物理学常数来确定，叫做普朗克常数，大约1.42亿亿亿亿度。

关于普朗克温度，还可以这么理解：对于一个系统，外界注入能量越多，系统的温度越高，系统的体积被压缩得越小，系统温度也越高；那么当宇宙的所有能量压缩成一点时，就达到了宇宙的最高温度，既是宇宙大爆炸第一个普朗克时间的温度。

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所以宇宙存在最低温度“绝对零度”，为-273.15℃（0K），但是绝对零度不可达到；同时宇宙也存在最高温度“普朗克温度”，为T≈1.42*10^32K。

宇宙大爆炸后，平均温度在逐渐降低，目前宇宙的平均温度大约2.725K，在一些极端地方，存在较高的温度，但是也远远没有普朗克温度高。比如：

（1）太阳表面温度5700K；

（2）太阳核心温度1500万度；

（3）白矮星核心温度超过一亿度；

（4）中子星核心温度，超过60亿度；

（5）超新星爆炸时的温度超过100亿度；

（6）人类制造过的最高温度4万亿度。

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好啦！我的内容就到这里，喜欢我们文章的读者朋友，记得点击关注我们——艾伯史密斯！

回答于 2019-09-11 08:43:50

首先，温度并非与分子运动速度成正比，也非分子热运动平均动能的标志，而是与分子热运动时产生的电磁辐射强度峰值所对应的频率（简称峰值频率）的标志！

其次，分子热运动峰值频率虽然与温度高低成正比，但同样峰值频率的分子热运动动能则不一定相同，如同为0度的水和冰，其动能相差巨大！按水的比热可计算出0度的水成为0度的冰会释放出4倍于0度的水加热到100度时所需热量！

再者，分子以光速直线运动与静止时的温度并无实质性区别！因为静止与匀速直线运动时分子的状态并无实质性区别！但光速并非运动速度的极限，如：原子核裂变时放射出的a，B射线的速度就接近光速，而它们从原子核中逃离出来的过程中速度已大幅度降低。我们完全有理由相信原子核内部的运动速度很可能远高于光速！

由于分子存在质量，因此作为以一定频率和行程的热运动分子肯定是上限频率的！但并不与分子热运动动能或速度成正比！

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回答于 2019-09-11 08:43:50

有趣的科普，猫先僧给你撸一撸。

先提炼关键点。宇宙的温度，这个和分子的激烈运动有关系，但大家也不要忽略一个很关键的物理量：物质分布的密度！而且以宇宙为主体来判断，物质分布的密度起绝对的主导作用。

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