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1 # shawn25
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2 # 貓先生內涵科普
有趣的科普,貓先僧給你擼一擼。
先提煉關鍵點。宇宙的溫度,這個和分子的激烈運動有關係,但大家也不要忽略一個很關鍵的物理量:物質分佈的密度!而且以宇宙為主體來判斷,物質分佈的密度起絕對的主導作用。
宇宙星空,當然存在運動速度極高的粒子,一些高能粒子可以以接近光速的速度運動或者振動,而溫度來自這些運動或者振動粒子的總和!光速不變,但粒子的總量卻是一個天文數字,所以,理論上,宇宙的溫度沒有上限。最高的溫度,曾出現在大爆炸開始的奇點處,物理定律都失效的情況,確實不能想象。
可溫度的確存在下限。絕對零度下,所有粒子的振動都將停止(雖然實際上做不到,還存在零點勢能)。所以聖鬥士裡面,冰河的大招是反科學的,無論他再怎麼燃燒小宇宙,溫度都不能降低了!
扯句題外話,理論上,火系戰士比冰系戰士更有優勢。火系的溫度沒有上限。冰系就悲催點了,一開局就到達巔峰。人家動不動幾十萬℃的往上蹭蹭直長,自己卻卡在-273.15動不了。所以沒幾個動漫人物是冰系的。
好了,打完收工!
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3 # 識破天機拯救天下
物質熱運動有最高溫度,即普朗克溫度,但宇宙沒有最高溫度,因為宇宙的物質在強大引力壓迫下,物質結構可以徹底粉碎毀滅,轉化為純能量,純能量溫度即可突破物質運動的普朗克溫度最高限制,可以在宇宙無窮引力壓縮下無窮升高,宇宙物質形成之前的宇宙大爆炸初期溫度即超過物質最高的普朗克溫度限制,現實中巨大質量引力和能量的類星體中心溫度也超過物質普朗克溫度最高限制。
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4 # 孤煙45280942
是的,那就是最高溫度。因為溫度就是物質原了運動的激烈程度,當運動速度達到光速時,物質原子將發生湮滅反應,物質消失,雖然此時的能量度超過了最高溫度所蘊含的能量,但那已不是溫度的概念。由於沒有科學家將最高溫度以上的能量現象起名,所以習慣上依然使用溫度這個概念,造成了概念上的混亂,如宇宙爆炸論中的奇點溫度。其實奇點裡沒有溫度,因為它與溫度無關。
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5 # 艾伯史密斯
答:理論上宇宙確實存在最高速度,叫做普朗克溫度T≈1.42*10^32K。
溫度的本質,是微觀粒子的熱運動,這點是完全正確的;微觀粒子的熱運動越劇烈,組成的宏觀物體溫度越高,並滿足麥克斯韋-玻爾茲曼分佈。
比如在常溫下,物體分子的熱運動最大機率速度在0.1cm~1cm/s之間;同時相對論描述,宇宙中存在最高速度——“光速”。
如果按照對溫度的定義,那麼宇宙是存在最高溫度的,這個溫度由光速和其他物理學常數來確定,叫做普朗克常數,大約1.42億億億億度。關於普朗克溫度,還可以這麼理解:對於一個系統,外界注入能量越多,系統的溫度越高,系統的體積被壓縮得越小,系統溫度也越高;那麼當宇宙的所有能量壓縮成一點時,就達到了宇宙的最高溫度,既是宇宙大爆炸第一個普朗克時間的溫度。
所以宇宙存在最低溫度“絕對零度”,為-273.15℃(0K),但是絕對零度不可達到;同時宇宙也存在最高溫度“普朗克溫度”,為T≈1.42*10^32K。
宇宙大爆炸後,平均溫度在逐漸降低,目前宇宙的平均溫度大約2.725K,在一些極端地方,存在較高的溫度,但是也遠遠沒有普朗克溫度高。比如:
(1)太陽表面溫度5700K;
(2)太陽核心溫度1500萬度;
(3)白矮星核心溫度超過一億度;
(4)中子星核心溫度,超過60億度;
(5)超新星爆炸時的溫度超過100億度;
(6)人類製造過的最高溫度4萬億度。
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6 # 彭曉韜
首先,溫度並非與分子運動速度成正比,也非分子熱運動平均動能的標誌,而是與分子熱運動時產生的電磁輻射強度峰值所對應的頻率(簡稱峰值頻率)的標誌!
其次,分子熱運動峰值頻率雖然與溫度高低成正比,但同樣峰值頻率的分子熱運動動能則不一定相同,如同為0度的水和冰,其動能相差巨大!按水的比熱可計算出0度的水成為0度的冰會釋放出4倍於0度的水加熱到100度時所需熱量!
再者,分子以光速直線運動與靜止時的溫度並無實質性區別!因為靜止與勻速直線運動時分子的狀態並無實質性區別!但光速並非運動速度的極限,如:原子核裂變時放射出的a,B射線的速度就接近光速,而它們從原子核中逃離出來的過程中速度已大幅度降低。我們完全有理由相信原子核內部的運動速度很可能遠高於光速!
由於分子存在質量,因此作為以一定頻率和行程的熱運動分子肯定是上限頻率的!但並不與分子熱運動動能或速度成正比!
回覆列表
是的,你說的一點沒錯,宇宙確實存在最高溫度極限。
這個溫度叫做普朗克溫度
Mp是普朗克質量 c為光速,k為波爾滋曼引數
從這個公式可以看出來,物體的最高溫度,本質上就是組成物質的微粒所有都以光速震動時的溫度。
需要注意的是,物體的溫度不僅和粒子運動速度有關,還和粒子的質量有關。
所以假設組成物體的微粒以同樣的速度運動,那麼越重的粒子一定溫度比輕的粒子溫度高。
那麼,物體存在最高溫度,這說明了粒子存在最高質量上線,就是公式中的Mp
那麼Mp是如何得到的?普朗克質量是當粒子的康普頓波長等於史瓦西半徑時,粒子的質量。
康普頓波長是粒子位置不確定性的上線,其實也就可以認為是一個粒子半徑的上線。
我們知道,史瓦西半徑即為黑洞的視界。所以,在康普頓半徑的規度下,如果粒子的質量超過普朗克質量,該粒子將坍縮成一個黑洞。
所以,普朗克質量是任意一個粒子的極限。
普朗克溫度則是我們宇宙的溫度極限,和絕對零度一樣,普朗克溫度是無法達到的。
看來很多人對溫度的理解還是很模糊,下邊我就簡單解釋一下。
溫度是物質內部原子熱運動劇烈程度和反應,本質上其實就是物質內部粒子的平均動能。
那麼,假設某物質所有的粒子熱運動的動能都相等(實際情況中,如果不相等,只需要計算出平均動能即可),並且假設該物質一共由N個微粒組成。
那麼該物質熱運動的總動能為(動能公式)
1/2Nmv^2
而透過熱力學定律可知,粒子的熱能等1/2kT,那麼同理,N個粒子組成的物質的總動能為:
1/2NkT
物體的熱能,實際上就是物質熱運動的總動能,那麼有:
1/2Nmv^2 = 1/2NkT
根據比公式,可以得到物質的開氏溫標T
T=mv^2/k
知道了物體開氏溫標的計算方法,就可以很簡單的計算出物質溫度和極限了。我們知道粒子運動速度和極限是光速c,粒子的質量極限為普朗克質量mp,帶入公式,即為物體溫度極限普朗克溫度:
Tp = Mpc^2/k