絕對零度的對立面是什麼?
絕對零度是物體的最低溫度,那麼溫度是否有上限呢?如果有最高溫度是多少呢?
溫度不但有下限,實際上,溫度也是有上限的,但這已經高到離譜,除了高能物理學家外一般沒有人會談論它。最高的可能溫度就是普朗克溫度(Planck temperature),等於10^32 K(開爾文K為熱力學單位,與攝氏度的轉換關係為:開氏度 = 攝氏度+273.15)。而相比之下,太陽中心的溫度為1500萬 K(1.5 x 10^7 K);硅可在10億 K(10^9 K)的溫度下通過核聚變產生。簡而言之,普朗克溫度是極端之高。
一些科學家相信我們或說至少是我們的宇宙已經經歷過了普朗克溫度,儘管這個瞬間你沒有趕上。這發生在宇宙大爆炸之後的10^(-43)秒,這是一個極短的時間,宇宙也就此誕生。
宇宙微波背景輻射圖顯示了 宇宙大爆炸所留下的餘溫,大約在3K左右
絕對零度(零下273.15攝氏度)比普朗克溫度更容易理解。在統計熱力學中,熱量是運動的一個函數,分子的運動產生了溫度。分子運動越劇烈,則溫度越高,反之亦然。那麼,如果溫度越低,分子運動則表現得越少。而當分子停止運動時,則就達到了絕對零度,即為0 K或-273.15 ℃。當然分子不會完全停止運動,即絕對零度無法達到。
從前面我們已經說到,分子運動的速度越快,溫度就越高。在10^10 K時,電子的速度接近光速,但它們同時質量也變得更大(狹義相對論),所以它們的溫度還能繼續上升。在達到10^32 K時,如此驚人的密度獲得了更高的溫度,這會導致物質的每個粒子變成自己的黑洞,而我們平時所理解的空間和時間將會崩潰。因此,普朗克溫度是物質溫度的上限,或者說至少是目前理論中可想像的最高溫度。
不過,如果量子引力理論有所突破,那時我們就有可能會發現比普朗克溫度更高的溫度。但是坦率地說,這種前景令人心涼。
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