宇宙中既然不存在最高和最低温度,那么它们是怎么测量出来的?
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发布时间：2022-09-09 00:33
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时间：2024-12-04 10:33
科学家告诉我们，绝对零度是无法达到的，然后由又告诉我们宇宙中还有一个最高的普朗克温度，当然那更不可能达到了，既然现代宇宙中都不存在这样的温度，那么这个温度是这么测量出来的呢？
绝对零度和普朗克温度的来历
中学就有温度的准确定义：微观粒子的运动在宏观中的表现，粒子的运动速度越低，那么它的温度也就越低，因此绝对零度的定义就是当物质的微粒运动速度等于零时，温度就达到了最低，也就是是绝对零度！
这个微观粒子不运动的温度是-273.15℃，也就是K氏温标的0K，家里的冰箱就能轻易达到零下十几度，干冰可以达到-78.5℃，液氮可以达到-196℃，但使用介质带走热量这种方式不可能无限下探，因为根据你无法通过有限次循环达到和介质一样的温度，而介质本身也不可能低于绝对零度！
因此绝对零度-273.15℃只是一个计算值，它不是通过测量得出的，而是根据科学的计算得到这个温度，不过比较有趣的是，假设微观粒子不运动这种方式还催生了一种新的制冷方式，也就是激光多普勒效应制冷，即利用激光频率的多普勒效应来让原子无限接近“停止”运动，以此来达到宇宙中最低的温度，国际空间站的冷原子云实验达到了宇宙中最低的温度：-273.1499999999 ℃，但距离绝对零度仍然有一步之遥！
普朗克温度的来历
粒子停止运动就是最低温度，那么当粒子最高速度运动时就是最高温度了，没错，物理世界就是这么暴力！而这个速度的上限就是光速，普朗克温度就是假设粒子在运动速度达到光速时的温度，这个温度为：
普朗克温度的计算
什么时候会达到这个条件呢？宇宙大爆炸前的奇点，当宇宙中所有物质都坍缩在一个奇点内时，运动速度达到了最高，所以这次事件发生在138.2亿年前，我们同样无法测量，当然也根本没有这样的工具可以测量。
太空中温度很低吗？
这是一个非常有趣的问题，其实并能以这种方式来形容，我们上文说了，温度的表现就是微观粒子的运动造成的，太空中，也就是接近真空，每立方厘米可能原子的数量最多也就几十个氢原子，太阳辐射可以让它们的温度升高很多，但它们却难以表现成宏观的温度，因为总量太少了！
所以在大气层距离地面大约80千米到500千米左右这一层的空间，有一个热层，此处的大气温度因为受到太阳辐射中的高能粒子轰击，温度可达上千度，但因为其密度太低了，因为公认的太空是在100千米的卡门线以上，所以说太空的温度这样形容是不太合理的。
宇宙中最低温度的地方
当然上文我们已经说明了宇宙中温度最低的地方是国际空间站上的冷原子云实验室，它达到了宇宙中最低的温度：-273.1499999999 ℃，但这是人工实现的！而宇宙中真的存在一个最接近绝对零度的地方！
在半人马座的方向上，距离地球5,000光年的一个回力棒星云，经过天文学家的测量，它的温度只有1K，也就是?272.15°C，只比绝对零度高出1K，回力棒星云是从一颗恒星的核心逃逸的气体形成的，由于其扩散速度高达164千米/秒，因此这是它温度下降过快的原因。
1998年，哈勃太空望远镜拍摄了回力棒星云的详细影像。认为这个星云是正朝向行星状星云阶段发展中的一颗恒星或恒星系。
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