为何宇宙低温极限只有-273℃？高温却达1.4亿亿亿亿度，如何测算

杨小公子君莫邪

你知道吗？宇宙间最低温度只有-273℃，但高温却突破了上亿度！这明显跟我们的惯常认知大不相同。更匪夷所思的是，在现实世界，竟然找不出一个-273℃的物质。

为何最高温的极限值，超出低温这么多？这样的极限温度，是如何测算出来的？高低极限的数值是一成不变，还是处于持续变动中？为何科学家声称，现实世界永远无法达到绝对零度？

宇宙最高温：大爆炸时就已出现

温度这一概念的产生，其实是物理学家的发明，用来衡量物体热度的一个具体量值。温度的产生，是受物质内部原子互相作用的影响。当物体处于运动状态中时，无论多么缓慢，都一定会产生或多或少的温度。

当物体内部震动程度越强烈，所产生的温度就越快。从视觉上看，如果把一滴墨汁分别滴进开水和冰水中，就会看到墨汁在开水中散开速度较快，而在冰水中的速度较慢。这是因为高温水中的水分子运动激烈，带动墨汁的散开速度也会成倍递增。

宇宙万物，定律如一。物体分子运动产生的温度定律，早在宇宙大爆炸之时就已出现。根据无数物理学家多年的研究计算，他们认为至今宇宙的最高温度，就是宇宙大爆炸出现那刻，所有天体物质发生前所未有的激烈碰撞，直接把冰冷的宇宙拔高到了1.4亿亿亿亿度。

物理学家称，按照量子力学推算，大爆炸发生时由于无数电子在宇宙间疯狂游荡，激烈无序的摩擦碰撞程度超过之后任何一个时期，一些体积较小的星体更是直接被高温吞噬。

在这之后，宇宙间的混乱碰撞有所放缓，物体运行秩序慢慢产生。从冰冷黑暗的一团混沌，到如今井然有序的天体运行，宇宙的整体温度也整体趋于下降。

所以说，大爆炸产生之时，宇宙高温就达到了巅峰。但对于宇宙最低温，为何又认为现实世界永远无法达到？这是怎么一回事？
为何-273.15℃，只能无限接近？

目前物理学界关于最低温的精准实验，源于2014年10月，意大利核物理实验室进行的一场“铜立方体冷却实验”。该实验将一块400千克的铜，冷却到了273.144℃。这是目前物理学家能提炼出的最低温度，但也比理论上的最低温，稍高出了0.006℃。

关于宇宙最低温，有一个专业术语，即“绝对零度”。这一概念并非最近提出。早在19世纪中叶，爱尔兰的一位贵族男爵就提出了绝对温度，并从理论上构建了绝对零度的理想值，即保持物体内部所有粒子能量，全归为零的状态，也就是物体内部不发生任何运动，保持绝对静止。

但是很显然，从哲学基本观点，核物理学基本定律来看，再小的物体只要存在，就一定处于不断运动当中。运动是物体的第一性质，因此组成物体的原子、粒子任何时候都不能绝对静止。换句话说，现实世界中，没有任何物质能够不发生粒子震动。

那-273.15℃这一具体数值，又是如何测算出来的呢？

这个数值，其实是物理学家通过测算宇宙变化机理而得出的下限值。

他们发现，在外界条件不变的情况下，物体的温度每递增1℃，体积就增加其为0℃时的1/273.15。同样，物质的温度每下降1℃，体积也就随之减少1/273.15。这也就意味着，当物体的温度降到最低点273.15℃，这团物质的体积就会降为0，也就是“不存在了”的状态。

所以，“绝对零度”这一理论被提出受到广泛认可，但现实世界却永远不会存在一个处于绝对零度的事物。意大利的铜立方体实验，也只是把铜块温度降到无限趋近于绝对零度，最终还是比-273.15℃稍高出一点点。

此外，量子力学中还有一个著名的定理——不确定性原理。也就是说，宇宙间任何一种物质的动量和位置不能同时确定。如果一种物质达到了绝对零度，那么意味着其本身的温度和位置不能被测算到。用仪器测算出-273.15℃，这本身也违背了量子力学的基本定律。

所以，从现实世界看，宇宙间不可能存在一个绝对不动的物质，也就无法达到-273.15℃（绝对零度）。即便未来物理学突飞猛进，强制让物体降到绝对零度，精密仪器也无法精确测算出物体的真实温度。这也是为什么宇宙间，高温突破上亿度，绝对低温却无法达到。

宏观的宇宙上下限温度也许过于抽象，如果借助理解我们人体所能承受的温度极限，也许能对绝对零度有更生动的理解。一个一直引起人们好奇的问题是，我们脆弱的人体，到底能承受多大的温度极限？
人类能承受的体温极限

相比较自然界自带毛发的动物，赤身露体的人类如果不穿衣御寒，恐怕根本承受不住物种进化时的极冷极寒气候变迁。如果褪去衣物，直接暴露在恶劣气候下，人体可能在数十秒内就失去生命体征。

生物学家发现，人体承受热的能力要远远高于受冻的能力。一名成年人在70℃的环境中，最多能坚持65分钟；在103℃的环境中，能坚持25分钟。这是因为我们的身体构造具备一定的散热功能，但相比较动物的散热功能，又相形见绌。

从低温来看，人体正常的核心体温为36.6℃，只要降低2℃，人体就会出现激烈的失温症状，如头晕恶心、心跳紊乱、全身颤抖。

如果温度再下降几度，大脑就可能出现神经错乱，反而会把身上的衣物全部脱掉，在知觉丧失最后几分钟，大脑还会产生温暖舒适的幻觉，这也是为什么冻死的人，在野外被发现时往往是赤身露体，面带微笑的原因。

相对于高温，人类本身对低温的承受能力都很有限，无论是承受时长还是耐温温度。只要超过一定数值，人体的生理功能就会发生不可逆转的恶化。神奇的是，把视角放大到宇宙间，同样高温的极限测算相当容易，但物理学家想得到一只绝对低温的物体，完全是不可能的事。

不知道这是偶然的巧合，还是物理定律的必然。你如何认为？

作者：一念

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厕所有人

铜立方体降温到零下273度时体积是不是变成原体积的273分之一?