12.13 人類可製造5.5萬億℃高溫,卻無法達到-273.15℃,這是為什麼呢?

如果用手放入一杯70攝氏度的熱水中,普通人絕對無法忍受,試想如果溫度不斷的攀升,那結果又會是怎樣呢?這個問題可能永遠都沒有答案,因為人類科技發展到現在,也沒有讓某一件物體達到最高溫度,很多讀者看到這裡可能會非常驚訝,在物理中溫度不存在上限嗎?

其實對於普通人來說,有這樣的想法是非常正常的,在我們人類的常規認知中,讓一件物體改變溫度是非常簡單的事情,比如說人類可以輕而易舉地使用電或者是煤氣燒開一鍋水,也可以將一杯水放進冰箱裡冷凍成為冰塊。

人類可製造5.5萬億℃高溫,卻無法達到-273.15℃,這是為什麼呢?

正是因為如此,大多數人都認為溫度是用來表示物體冷熱的物理度量,但這只是人類是宏觀上的認知。從微觀上來看,溫度指的是物體粒子熱運動時的劇烈程度,運動的越激烈,產生的溫度就越高。所以可以這樣說,溫度是粒子運動時的外在表現。當它完全停止運動的時候,物體的溫度就會達到絕對零度,以現在通用的溫度計表示就是零下273.15攝氏度。

人類可製造5.5萬億℃高溫,卻無法達到-273.15℃,這是為什麼呢?

根據海森堡提出的測不準原理,讓物體達到絕對零度是人類無法做到的事情,可通過實驗和數據計算,卻也能夠計算出絕對零度到底是多少度。但物體的最高溫度相對來說,難以計算得到準確的數據,因為以現在實驗室的條件,可以做到讓粒子達到近乎停止運動的狀態,卻沒有辦法測量出它最大的速度,也就沒有辦法讓粒子的能量達到無窮大,或許宇宙中的最高溫度會像光速一樣存在一個上限,但是人類目前無法計算出來。

人類可製造5.5萬億℃高溫,卻無法達到-273.15℃,這是為什麼呢?

科學家在實驗室裡不斷突破一個又一個的高溫數字,也產生了溫度沒有上限的想懷疑。因為根據相對論光速不變的定理,在一定的壓力下,粒子的運動速度會接近光速,這個時候產生的能量近乎無窮大,熱量也無窮大,所以人類是無法探測到最高溫度的。有的讀者會問這樣的說法是正確的嗎?溫度難道真的沒有上限嗎?

為了能夠讓各位更好的理解無法探測最高溫度的說法,筆者給大家通過一些溫度的對比來探尋一下真相。通常我們人身體的溫度是37度,沸水的溫度等於100度,足以把人燙死的沸水是最高溫度嗎?答案當然不是!在其之上還有更熱的東西,比如熔岩溫度通常在500度到1200度之間。

人類可製造5.5萬億℃高溫,卻無法達到-273.15℃,這是為什麼呢?

那麼在地球表面能夠找到的最熱的東西,就是最高溫度嗎?當然也不是,因為地球內核的溫度熔岩還要高6000多度以上,這是地球上目前溫度最高的已知物體,卻並不是物理中的最高溫度,因為地球內核溫度跟太陽的內核溫度2000萬度相比較,完全就是九牛一毛。

接下來要說什麼相信各位讀者應當清楚,太陽的內核溫度2000萬度也不是物體的最高溫度,因為在浩瀚無窮的宇宙當中,還有著許多質量比太陽大上幾百萬倍,甚至是大上幾十億倍的星體。這些星星不論是體積還是溫度以及亮度,都要比太陽誇張很多。

人類可製造5.5萬億℃高溫,卻無法達到-273.15℃,這是為什麼呢?

即便不談這些遠離太陽系的星球,以及炙熱無比的太陽,就拿我們人類研發的氫彈來說,爆炸時需要產生的溫度,比太陽內核的溫度還要高上幾倍。1994年美國新澤西普林斯頓等離子物理實驗室,使用我國研發的研究可控核聚變的託卡馬克裝置,進行核聚變實驗室創造出了5.1億攝氏度的高溫,這個溫度又再一次刷新了已知的高溫數字。

5.51億攝氏度的高溫多麼恐怖,多麼不可思議!但這也不是人類創造出來的最高溫度。目前已知人類創造出的極限高溫是5.5萬億攝氏度,該溫度由2012年科學家使用相對論重離子加速器實驗時創造出的。有的讀者可能會問,這些溫度應該不是編出來的吧,5.5萬億攝氏度微觀粒子都不可能存在,如何測量?創造這些溫度的器具為何沒被損壞?

人類可製造5.5萬億℃高溫,卻無法達到-273.15℃,這是為什麼呢?

目前人類創造出的的極限溫度都是通過間接計算的方式得到的,而至於創造這些溫度的器具,為何沒被損壞的原因,就在於溫度的高低是粒子劇烈運動的外在表現,如果只有一個粒子在高速運動,哪怕達到了5.5萬億攝氏度,也不會感覺有多熱,因為溫度的高低和感受到的熱量多少,二者之間並沒有必然的聯繫。

5.5萬億攝氏度是人類目前創造出來極限高溫,但並不能說明物體的最高溫度就止步於此,因為未來還會有更加先進的設備,也會創造出更高的溫度,由此可見人類對於溫度的探索還有很長的路要走,或許宇宙中存在一個極限溫度,或許宇宙中溫度沒有上限。


分享到:


相關文章: