宇宙最低的温度为什么是-273.15℃？宇宙中存在温度上限吗？

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宇宙中的最低温度和最高温度

在我们所在的这个宇宙当中，其实存在着最高温度，同时也存在着最低温度。最低温度其实就是零下273.15度，那最高温度呢？

最高温度是宇宙才形成时的问题，这个温度达到了1.4*10^32度，也就是1.4亿亿亿亿度，这里多说一句，我们一般用的温度单位是摄氏度，实际上在物理学当中，用到的是开尔文，用符号K来表示。那为什么会有最低温度和最高温度的说法呢？

今天我们就来聊一聊这个话题。
最高温度是咋来的？

按照目前主流的宇宙学理论，我们知道，宇宙并不是永恒的，而是有个起点，这个起点也被我们称为奇点。138亿年前，在奇点处发生了一场大爆炸，宇宙从无限小，曲率无限大的空间，开始快速膨胀。

而宇宙大爆炸的那一刻温度是非常高的，按照目前的理论，我们并不知道宇宙大爆炸开始的普朗克时间内的发生了什么。这里我们解释一下什么是普朗克时间，它指的是时间变化的最小时间间隔。也就是说，时间的流逝并不是连续的，而是有个最小的变化单位，每次变化都是这个最小的单位的整数倍。这个普朗克时间是10^-44秒。

所以，宇宙大爆炸之后的10^-44秒那一刻，宇宙对应着一个普朗克温度，这个温度就是如今我们知道宇宙的最高温度，这个温度是1.4*10^32K。在这之后，宇宙的温度随着空间的急剧膨胀而开始下降，在宇宙大爆炸之后的38万年，宇宙的温度下降到3000K左右，这个时候，宇宙中的原子得以形成，光子可以在宇宙中自由的穿行。因此，这个普朗克温度也被视为温度的上限值。

如今宇宙大爆炸的温度还残存着，这也是宇宙的背景温度，我们管这个叫做宇宙微波背景辐射，这也是证明宇宇宙大爆炸的关键证据，同时告诉了我们许多宇宙演化的证据，是天文学家手中的研究利器。

围绕着宇宙微波背景辐射，如今已经产生了3个诺贝尔物理学奖了。宇宙微波背景辐射的存在也告诉我们一个关键的信息，那就是宇宙并不是绝对零度，也是有温度的，这个温度就是宇宙大爆炸的余温，如今是2.72K，也就是比绝对零度要高2.72度。但实际上，如果你拿个温度计去测这个温度，你会发现根本测不出来，这其中有许多原因，但其中一个关键原因就在于温度的定义上。
绝对零度

关于宇宙的背景温度为什么测不出，我们可以结合着绝对零度来说。我们知道，万物都是由粒子构成的，从微观视角上看，温度的本质其实是一种运动，我们定义为微观粒子的热运动的剧烈程度。具体什么意思呢？

实际上，构成万物的粒子并不是整齐划一地排列，它们基本上可以被认定为“多动症患者”，这种运动让我们没有办法直接观测准。

这个观点，其实我们通过布朗运动就已经间接地观测到了。所谓布朗运动指的是花粉粒子在水分子的撞击下呈现的不规则运动。爱因斯坦甚至用数学语言证明了布朗运动。

虽然，我们没办法把描绘出每一个粒子的具体运动，但我们可以通过统计学的方法来进行测量。科学家发现，这些粒子整体运动得很剧烈时，温度就会比较高，整体运动得没有那么剧烈时，温度就会比较低。

所以，只有当粒子数量足够多时，才有温度。但是太空真的是超级空旷，平均密度要低于一立方米一个氢原子的水平。因此，拿个温度计根本测不出太空的温度。

同样的，根据温度的定义，我们也就容易理解绝对零度是咋得出来的。

具体来说，就是当粒子处于能量最低状态时，所对应的温度，这是在量子力学的理论框架得到的结果，是理论上的温度下限值。我们可以通过理论计算出这个结果，也就是零下273.15度。

那你可能先问了，有没有办法让温度低于绝对零度呢？

我们可以从两个角度来分析，首先，从理论上是不可能的， 因为在物理学中有个基础理论叫做热力学第三定律，这个定义大概就是不可能透过有限过程使系统冷却到绝对零度。如果能做到绝对零度以下，那就说明理论错了。

那实际操作中，有没有可能做到呢？

其实物理学定律就是用来打破的嘛，没有突破，哪来的新理论？

不过，搞出新理论的前提是扎实的实验证据。因此，有一帮科学家一直在致力于制造出低于绝对零度的温度。不过，到目前为止，还没有人能够做出低于绝对零度的温度，他们只能做到尽可能地接近绝对零度。

原文地址：今日头条

xiexueqiao

温度就是物质分子（原子，各种粒子）的热运动，不动了就是绝对零度，上限就是粒子的运动速度接近光速时的温度好像是10的35次方