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?

百里屠苏153895777


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。


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


shawn25


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。


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”。


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。


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。


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!


艾伯史密斯


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!

有兴趣的朋友可参阅本人相关文章并参与讨论!











彭晓韬


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。

宇宙星空,当然存在运动速度极高的粒子,一些高能粒子可以以接近光速的速度运动或者振动,而温度来自这些运动或者振动粒子的总和!光速不变,但粒子的总量却是一个天文数字,所以,理论上,宇宙的温度没有上限。最高的温度,曾出现在大爆炸开始的奇点处,物理定律都失效的情况,确实不能想象。



可温度的确存在下限。绝对零度下,所有粒子的振动都将停止(虽然实际上做不到,还存在零点势能)。所以圣斗士里面,冰河的大招是反科学的,无论他再怎么燃烧小宇宙,温度都不能降低了!

扯句题外话,理论上,火系战士比冰系战士更有优势。火系的温度没有上限。冰系就悲催点了,一开局就到达巅峰。人家动不动几十万℃的往上蹭蹭直长,自己却卡在-273.15动不了。所以没几个动漫人物是冰系的。

好了,打完收工!


猫先生内涵科普


是的,那就是最高温度。因为温度就是物质原了运动的激烈程度,当运动速度达到光速时,物质原子将发生湮灭反应,物质消失,虽然此时的能量度超过了最高温度所蕴含的能量,但那已不是温度的概念。由于没有科学家将最高温度以上的能量现象起名,所以习惯上依然使用温度这个概念,造成了概念上的混乱,如宇宙爆炸论中的奇点温度。其实奇点里没有温度,因为它与温度无关。


孤烟45280942


是不是拿个球晃几下就能升温了


绿水青山48936175


物质热运动有最高温度,即普朗克温度,但宇宙没有最高温度,因为宇宙的物质在强大引力压迫下,物质结构可以彻底粉碎毁灭,转化为纯能量,纯能量温度即可突破物质运动的普朗克温度最高限制,可以在宇宙无穷引力压缩下无穷升高,宇宙物质形成之前的宇宙大爆炸初期温度即超过物质最高的普朗克温度限制,现实中巨大质量引力和能量的类星体中心温度也超过物质普朗克温度最高限制。


识破天机拯救天下


物质内部的能量随着时间升成空间的大小与空间受时间压缩形成凝聚态的密度叫做温度。在高能物理学中,没有物质,只有时间空间。高低温度只适应于经典物理学,如果高低温度在还在高能物理学上出现,那么创新理论就会受到限制。在主流物质升成空间时,外在的物质就会受其影响波象空间了(那不是烧伤与燃尽),这是事物的“火”与“冷淡”问题,也是时空的调控问题。


净观山王


您可以被认做天才了,分子运动的极限远没达到光速,它是上一层的磁场强度决定的。

怎么跟你说呢!物体的运动会生成磁场,完毕的磁场是静态的如磁铁的磁场,不完毕的磁场是动态的,如电磁波……当物体的运动足够强烈时,它将出现这两种情况,一个足够强大的完毕磁场它可以重新组构其内部磁场平衡,这时就会发生,或加剧核裂变或核聚变。另一种情况就是突破外层磁场,这时就会核放射或加剧核放射。

你可以告诉我你是谁吗?我是niuniu1924


爱因斯坦也是民科二


有个问题:

①激光为什么有高能激光和低能激光,他们的运动速度都是光速啊?

②能量的高低和温度是什么关系?

就以激光来说吧!

总感觉还是有问题吧!

那应该是粒子单方向运动所具有的最高温度!

③对了,一个光速运动的电子,他旁边有个无限大的带电金属板,电子会不会获得加速度,他的速度会变大吗?

都知道宇宙的极限速度是光速,不会变大!

人家都是这么说的!

④能量分为机械能和内能!

温度是对内能的量化搞出来的!

内能是内部分子运动量化出来的能量,机械能是整体运动量化出来的能量!

内部运动和整体运动有没有关系,如果有是怎样的关系,如何相互转化,又怎么量化他们的关系?

⑤好吧!太过意向化了!


分享到:


相關文章: