相对论|普朗克温度是多少?为什么会被物理学界认为是温度的上限?


相对论|普朗克温度是多少?为什么会被物理学界认为是温度的上限?
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相对论|普朗克温度是多少?为什么会被物理学界认为是温度的上限?
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在地球上人类曾经记录到的最高气温是56.7摄氏度 , 但和3000摄氏度的地幔 , 5500摄氏度的地核比起来人类的记录显然不值一提 , 距离地球1.5亿公里的太阳 , 核心区域温度高达1500万摄氏度 , 而在太阳生命末期诞生的白矮星核心温度为1亿摄氏度 , 同为恒星生命末期产生的中子星核心温度更是高达10亿摄氏度 , 但这些天体的温度还远远比不上人类的智慧 , 在相对论性重离子对撞机中金离子被加速到亚光速时 , 发生的碰撞温度高达4万亿摄氏度 , 在欧洲大型强子对撞机中物理学家们用高能质子轰击原子核时可以生成10万亿度的高温 , 只不过在这种温度下物质已经不是物质而是夸克汤了 , 在可以预见的未来10万亿度的记录肯定也会被打破 。
从本质上来说 , 温度反映的是微观粒子热运动的剧烈程度 , 所以粒子的能量越高热运动越剧烈 , 宏观表现出的温度也会越高 , 而除了光子之外其余粒子都是具备静止质量的 , 因此它们都会受到狭义相对论的束缚从而无法达到光速 , 但在向光速逼近时粒子的动能毫无疑问是会无限升高的 , 那么这是否意味着温度也可以无限升高呢?
根据现有的理论 , 当物体的温度变得足够高时 , 它们辐射出的波长 , 将会小于普朗克长度从而丧失物理意义 , 因此普朗克长度对应的普朗克温度被认为是现有理论框架下温度的上限 , 具体数值为1.4亿亿亿亿摄氏度 。 在普朗克温度下量子力学和广义相对论全部失效 , 时间和空间也都会崩溃所有的粒子都不复存在 , 四大基本力会统一成一个力 。
【相对论|普朗克温度是多少?为什么会被物理学界认为是温度的上限?】
根据标准宇宙模型 , 普朗克温度只在宇宙诞生后第一个普朗克时间内短暂出现过一次 , 那也是宇宙第一个大统一时期 , 而包括爱因斯坦在内的众多物理学家都希望能“重现普朗克温度” , 因为这样一来人类就能破解宇宙的形成演化之谜并将四大基本作用力重新统一 , 从而创造出远超相对论与量子力学的统一场论 , 但就像现有理论因为不够先进 , 而无法描述大爆炸奇点与黑洞奇点一样 , 现行的\"普朗克温度\"也只是现有理论的温度极限而不是温度本身的极限 。
宇宙中肯定还有一些规则是人类还未发现的 , 而那些未发现的规则可能将允许超过普朗克温度的温度存在 , 但对现阶段靠一个多世纪前的相对论和量子力学了解宇宙的人类文明来说那些规则都太遥远了 , 毕竟今天的所谓高科技都是长在一个世纪甚至是几个世纪之前的理论土壤上的 。