【科普】為什麼溫度最低只有零下273度，最高卻能達到1.4億億億億度？

2023/01/11

綜述

太陽通過內核的核聚變反應向宇宙散發源源不斷的光與熱，加上地球始終以太陽為中心進行著公轉運動， 所以地球上有了一年四季的變化與冷熱交替。

作為地球億萬生物中的一員， 我們對溫度的高與低有著最直觀的感受，比如冬天最冷時東北地區的氣溫可以低于零下20℃，夏天最熱時南方地區的溫度可以接近40℃。

而從溫度的極限值來看，這不過是極小的溫度范圍。科學研究發現， 最低溫度即絕對零度是-273.15℃，最高溫度卻達到了1.4億億億億℃。

看起來，最低溫度也不是很低，但最高溫度卻是如此驚人的一個數字，這究竟是為什麼？

要弄明白這個問題，首先我們需要知道溫度的本質。

愛因斯坦在其狹義相對論中提出了著名的 「時慢尺縮效應」理論，在這一理論中，他闡釋了時間與物質運動的關系。簡單來講， 一個物體的運動速度越快，那麼它所經歷的時間也就越短。

實際上，不僅時間與物質的運動存在莫大的關聯，其實溫度的產生也是源于物質的運動，也就是說， 溫度的本質就是物質的運動，「摩擦生熱」就是一個很典型的例子。

我們知道，萬物皆由微觀粒子組成，所以從微觀角度來看， 溫度反映的就是粒子的熱運動劇烈程度。

當粒子的熱運動速度快的時候，物質的溫度就會比較高；當粒子的熱運動速度越來越慢的時候，物質的溫度也會不斷下降；當粒子運動完全停止的時候，物質的溫度也就達到了下限，也就是絕對零度。

從理論上來看，宇宙中是存在絕對零度的，而在實際中， 絕對零度永遠都無法達到，只能無限地接近。

科學研究發現， 太空的平均溫度是-270.15℃，已經非常接近絕對零度了，但是它卻永遠無法達到絕對零度。

從溫度的本質來看，當粒子的動能為零時才會達到絕對零度，一切能量也會消失。所以， 除非某一物體或某一空間中自始至終都不存在任何能量與熱量，否則就永遠無法達到絕對零度。