分享

宇宙最高温度有多可怕?热到融化一切,四大基本力只有引力存在

 timtxu 2020-09-10

“温度”是七大物理量之一,也是我们日常生活中最熟悉的物理量,毕竟气温的高低对我们的生活可以直接造成影响,通常情况下,地球的整体气温不会有太大的波动,否则地球也不会是一个适合人类居住的星球。

但是在地球之外的宇宙中,经常会有各种剧烈的温度变化,我们都知道宇宙中的最低温度是“绝对零度”,但是绝对零度是永远无法达到的,那么宇宙中最高的温度是多少?是否也存在一个理论上的温度上限呢?如果存在,宇宙中的最高温度又会有多可怕呢?

首先,我们需要明白一个概念,“温度”的本质是什么?对于人类来说,温度是一个描述物体冷热程度的物理量,但是从微观的角度来看,温度的本质是分子热运动的剧烈程度,温度越高,具备的能量就越高,分子运动的频率就越剧烈。

而宇宙中的最低温度“绝对零度”-273.15℃,代表了一个物体上的所有分子停止了运动,进入了绝对静止的状态。可是从理论上来说,分子的运动不可能完全停止,因此绝对零度无法实现。

我们讨论温度是否存在上限,其实就是在讨论分子热运动的频率是否有一个极限。地球内核的温度超过了6000℃,甚至可以和太阳表层的温度相比,而太阳这样的恒星核心的温度可能高达15,000,000℃,但是这个温度仍然不是宇宙中的最高温度。

太阳这样的恒星在宇宙中其实并不算热,比太阳大的恒星有很多,当一些质量是太阳数倍的恒星走到生命尽头时,可能会变成一颗“中子星”,在中子星刚刚形成时,核心温度可能高达10,000,000,000℃。

中子星不仅仅拥有超高的温度,还拥有强大的引力,甚至足以扭曲光线和空间,而黑洞要比中子星的引力更可怕,但是黑洞本身的温度并不高,根据霍金辐射,我们得出的黑洞温度只比绝对零度高出一点,但是一些被黑洞吸引的物体在不断旋转摩擦的过程中可能产生很高的温度。

人造太阳

那么人类创造的最高温度是多少呢?说出来你或许不会相信,人类制造的最高温度早已超越恒星表面的温度,甚至比中子星内部的温度还要高。

美国纽约市布鲁克海文国家实验室在一个巨型核原子加速器中创造出了人类历史上经历的最高温度——4万亿摄氏度,虽然这个超高温度只持续了一个瞬间,但是也向我们证明了宇宙中的超高温度远超我们的想象,分子的运动频率也和我们认知中不同。

人类可以创造出四万亿摄氏度的高温,这就证明宇宙中存在更高的温度,那么宇宙中的极限高温是多少?又会有多可怕呢?

我们都知道,如果实现“绝对零度”,那么一切都会被冻结,包括时间和空间的概念,而宇宙中的最高温度甚至要比绝对零度还要可怕,因为温度达到极致后,会摧毁一切,并不是和绝对零度一样让所有的概念静止。

宇宙中的最高温度是多少?其实科学家已经给出了答案,那就是“普朗克温度”,相信大家都听说过“普朗克时间”,也就是最短的时间间隔一个时间量子,而宇宙中的温度极限就是“普朗克温度”,任何超比普朗克温度更热的东西都没有存在的意义,因此超过这个温度时,我们的物理法则就失去了作用,除了引力之外,任何概念都不存在。

普朗克温度其实就是在宇宙大爆炸的第一个普朗克时间内的温度,也就是我们宇宙在大爆炸发生后,第一个最短的时间间隔中产生的温度,大约10的32次方℃,这个温度远超四万亿摄氏度,随着时间的推移宇宙才开始慢慢冷却,直到30万年后,宇宙的温度才冷却到了可以让光线出现的程度。

处于普朗克温度中的宇宙是什么样子呢?我们都知道宇宙中存在四大基本力,强、弱相互作用和电磁相互作用以及引力,目前相对论和量子力学最大的问题就是无法把四大基本力统一,而在宇宙大爆炸发生之前,四大基本力处于超对称阶段,任何力都是 一种力,没有任何的差别。

而在宇宙大爆炸发生后的第一个瞬间,也就是我们提到的“普朗克温度”出现后,四大基本力中的引力已经分离出来,而其他三种力仍然保持一体,也就是说,如果宇宙处于这个温度不变的话,除了引力之外的一切都不会存在,但是这也是不可能的事情,温度必然会随着时间的推移和宇宙的膨胀降低,除非宇宙大爆炸没有发生,一切都还是一个“奇点”。

宇宙中的最高温度有多恐怖?人类其实很难理解,因为这个最高温度只持续了一个瞬间,就开始急速降温,让我们的宇宙中的基本力开始逐渐成型,基本粒子开始出现。如果在普朗克温度的状态下,我们熟悉的物理规则是不存在的,甚至只有一片黑暗,虽然温度超高,却没有光线存在,只有引力的存在证明着宇宙空间的存在,但是这样的超高温度无法维持,人类也不可能在未来创造出这样的温度,我们的宇宙整体温度也只会下降。

你可以想象宇宙中的最高温度有多热吗?欢迎在下方留言讨论!

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多