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物体是由大量粒子构成的，从微观角度而言，温度体现的是大量物质粒子的热运动的剧烈程度。粒子的运动越剧烈，这些粒子的平均动能也就越大。 当粒子停止了热运动，那么该物体的温度就将达到绝对0度，即零下237.15摄氏度。由于客观世界中粒子不可能完全静止，所以这个温度也只是一个理论上的最低值，物体的温度只能无限接近于它，却不能达到。 那么，当粒子的热运动十分剧烈时，温度就会变得非常高。 太阳表面的温度大约为5500摄氏度，而其内部的温度则达到了1500摄氏度以上。如此高的温度，往往也伴随着巨大的压力，不然太阳早就在这样的高温下解体了。其实，太阳上的物质已处于一种全新的物态——等离子态，你可以将它理解为超气态。 众所周知，太阳的内部因为正在发生核聚变反应，所以才能产生如此高的温度。根据科学家的研究，要在地球上实现这种可控核聚变反应，需要上亿度的温度。 然而这只是发生氢聚变所需要的最低温度，如果要发生碳聚变反应，温度则需要达到10亿度。 那么10亿摄氏度究竟是什么概念呢？ 在我们的日常生活中，根本接触不到这样高的温度，并且地球上任何物质在这样的温度下都会熔化。在标准大气压下，目前地球上已知熔点最高的物质是五碳化四钽铪，它的熔点高达4215摄氏度。10亿摄氏度，放眼整个宇宙，除了少数恒星内部，通常在白矮星和中子星上才能达到这么高的温度，其中中子星中心的温度可达100亿度以上。 10亿℃确实很高，但人类已经能够在实验室中制造出远超10亿摄氏度的高温。 美国的科研人员曾经在相对论性重离子对撞机中将金离子加速到亚光速，碰撞之后产生了4万亿度的高温，这是太阳中心温度的25万多倍。在这种温度下，连质子中子都会被分解，只能以夸克-胶子等离子体这种形态存在，这种形态也被叫做夸克汤。 不过，这并不是最高的记录。在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机中，科学家用高能质子轰击重原子核，希望能以这种方法更深入地了解物质的基本结构，在此过程中产生了10万亿度的夸克汤。 不过，实验室中的10亿度只是一瞬间的高温，所以根本不必担心对撞机被熔化掉。因为温度高，并不代表热量高。如果粒子密度很低，即使温度很高，其热量仍然会很低。 10亿摄氏度并不高，那么既然温度存在最低值，那是否存在最高值呢？ 这个真的有。温度与粒子的热运动有关，那么当粒子的热运动速率接近光速时，这种状态下的温度就是温度的上限吗？并不是，根据科学家的推测，这个温度上限被称之为普朗克温度，其数值大小为1.42亿亿亿亿度。这样的高温仅曾出现于宇宙诞生之后的第1个普朗克时间（5.4×10^-44秒）内。 |
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