Температура — это степень тепла и холода объекта или системы, то есть физическая величина интенсивности молекулярного теплового движения в объекте. А знаете ли вы, на сколько градусов может быть достигнут верхний предел температуры во Вселенной и каков может быть его нижний предел?
Теоретический предел
Теоретически, верхнего предела температуры не существует, она может достигать любой высоты. Потому что с точки зрения микроскопического мира мерой температуры является интенсивность движения частиц, то есть чем быстрее движение частиц, тем выше будет температура.
В рамках специальной теории относительности, безмассовые частицы хоть и не могут достичь скорости света, и их кинетическая энергия может быть увеличена бесконечно. Когда скорость движения частицы бесконечно стремится к скорости света, ее кинетическая энергия также будет стремиться к бесконечности, поэтому температура также будет стремиться к бесконечно высокой.
Планковское время
Однако температура во Вселенной не достигла бесконечно высокого уровня, потому что верхнего предела температуры нет, и только теоретически возможно, что самая высокая температура, известная человечеству, — это температура Вселенной в Планковское время, появившееся 13,8 миллиарда лет назад, в первый момент рождения вселенной, в начале Большого взрыва. Температуру вселенной в Планковское время, также называемую температурой Планка. Ученые вычислили на основе современной теории космической модели, что в момент Большого взрыва ее температура достигла примерно 140 миллиардов градусов.
При такой температуре вся материя, атомы и элементарные частицы во Вселенной изначально не существовали, и четыре известных основных взаимодействия все еще были объединены. После этого, поскольку пространство продолжало расширяться, а температура падала, такая высокая температура больше никогда не появлялась во вселенной.
Нижний предел температуры
Поговорив о максимальной температуре Вселенной, давайте поговорим о нижнем пределе температуры. Как мы выяснили, температура не имеет верхнего предела, у нее есть теоретический нижний предел, который равен абсолютному нулю, то есть -273,15 градуса Цельсия. Однако абсолютный ноль — это то, к чему мы никогда не сможем прикоснуться. Как мы говорили ранее, температура объекта определяется тепловым движением внутренних частиц. Чем интенсивнее тепловое движение частиц, тем больше средняя кинетическая энергия и тем выше температура макроскопического объекта. Напротив, когда тепловое движение частиц имеет тенденцию к прекращению, температура приближается к абсолютному нулю.
Согласно квантовой механике, различные микроскопические частицы, из которых состоит все во Вселенной, обладают неопределенностью, и их положение и импульс всегда меняются и никогда не останавливаются. То есть принцип неопределенности квантовой механики запрещает состояние абсолютного покоя. Если говорят, что частица останавливается, будут определены ее положение и импульс, что, очевидно, нарушает квантовую механику. Принцип неопределенности механики.
В то же время, согласно третьему закону термодинамики, «абсолютный ноль никогда не может быть достигнут, он может быть только бесконечно близок, потому что в любом пространстве должны быть энергия и тепло». Следовательно, мы никогда не сможем почувствовать абсолютный ноль!
Подписывайтесь на канал, чтобы быть в курсе всех событий и расширить свои знания о нашей невероятной Вселенной! 🌌🚀
