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既然宇宙有最低温度下限,那有没有最高温度上限?

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online_member 发表于 2020-3-3 20:48:24 | 显示全部楼层
我不知道这个问题的答案,但是我想要澄清两个概念。
普朗克温度 之所以会有这个东西,是因为当粒子的能量(温度)增加的时候,它产生的引力也会增加。到了某一个点以后,我们现在已有的引力理论——广义相对论,会和量子理论出现矛盾:粒子的史瓦西半径比康普顿波长(可以简单理解为德布罗意波长)大,那岂不是要变成黑洞?普朗克温度就是目前物理学理论能够处理的能量上限,超过这个温度以后,必然需要一种量子引力理论,但是这东西已经是N年搞不出来了。但是你不会算不代表这个东西不存在,超新星还没人会算呢,总不能说超新星不存在。。。
负温度 这个东西出现是统计物理里面定义造成的。正常情况下肯定是在低能级的粒子多,高能级的粒子少,所以高能级的粒子越多说明系统越热。但是如果这个系统的能级有一个上限,你进一步加热它(感谢评论指出负温度不能通过加热得到,这里是指提高系统的总能量),粒子全往最高的能级上堆,拿原来的定义就会算出来负的温度。一个很简单的例子是激光器,只有三四个能级,靠泵浦光实现粒子数反转。但是问题是,宇宙是一个有限能级系统吗?
online_member 发表于 2020-3-3 20:48:48 | 显示全部楼层
回答里的都是些什么东西……
温度的定义有两种,一种是通过做功定义的热力学温标,这种温度定义的前提是体系内包含了大量的粒子,在热平衡态条件下可以定义温度。在这种定义下,根据热力学第三定律,绝对零度不可能达到,因此有温度下限。但是这个东西显然是没什么上限的,通过做功能够源源不断提高体系内部的内能。如果考虑宇宙尺度,那么做功的工质和循环过程和熵增都不可忽略,早就偏离定义了。
第二种是用粒子的平均平动能定义温度,也就是大部分答案里说的粒子运动的剧烈程度。一般来说大部分粒子的运动速度都远小于光速,所以动能也就是1/2mvv,但是粒子运动速度接近光速的时候会有相对论效应,速度不能无限增长但是能量可以无限增长,用平均平动能来定义的话温度的上限还是无穷大,所以依旧没有上限。
@ESZY 里说粒子达到光速就到了普朗克温度,这是推翻了相对论的说法,我一点都不懂,相对论要求有静质量的粒子速度必须小于光速。 @drapeaublanc 说的比较清楚,普朗克温度只是我们现有物理理论里的一个参量,不能算不代表不存在,但是不知道为什么赞那么少……
所以如果想让第一种定义下的温度尽可能的高,请把空调反装并关好门窗,保证充足的电力供应,电从哪来我就不管了。
如果想让第二种定义下的温度尽可能的高,那就看人类的加速器技术怎么样了,里面的粒子越接近光速温度就越高。不过要想到普朗克温度怕是要再等五百年。
online_member 发表于 2020-3-3 20:49:10 | 显示全部楼层
热力学定律(统计物理李洪芳):
-0K  高于
-1K  高于
-10000K 高于
-无穷大  高于
+无穷大 高于
量子力学(原子物理王老师):
普朗克温度 高于
1亿K(氢核聚变)
1百万K(原子弹裂变)
6000C(太阳表面)高于
3500C(化学放热上限)高于
1500C(日常生活上限)高于
100C (沸水)高于
37C(体温)高于
25C(适宜舒服的气温)高于
0C(冰水)高于
-80C(地球表面最低自然温度)高于
-196C液体空气 高于
-273C超导汞 “等于” 0.15K 高于
+0K极限最低温度
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online_member 发表于 2020-3-3 20:49:34 | 显示全部楼层
你想安分点的时候最低可以静止不动,你想搞事情的时候怎么折腾都没有上限
online_member 发表于 2020-3-3 20:50:06 | 显示全部楼层
上限?我想到两个上限来推算,一个是速度上限,粒子运动速度为光速来计算温度上限。另一个是质能公式计算黑洞得到上限。
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