宇宙中的最低温度和最高温度，究竟是怎么测出来的？宇宙中最高的温度能达到多少目前最高的温度是多少

本文目录

• 宇宙中的最低温度和最高温度，究竟是怎么测出来的
• 宇宙中最高的温度能达到多少目前最高的温度是多少
• 普朗克温度究竟有多可怕连太阳都扛不住
• 为啥科学家认为1.4亿亿亿亿度是温度的上限
• 宇宙中最高的温度是多少最低温度是多少度
• 科学家们如何测量出宇宙深空最高和最低温度
• 最高温度为何没有上限，而最低温度有-273.15℃

宇宙中的最低温度和最高温度，究竟是怎么测出来的

宇宙的最低温度是绝对零度，也就是零下273.15摄氏度。最高温度是普朗克温度，也就是俗称的绝对热点，它的大小是1.416833（85)×10^32 K。据说太阳在它面前，也就好比普通的一滴水，能够轻松被蒸发。无论是高温和低温，根本没有仪器能够进行测量，出现这样的温度，是人们推算出来的。就好像光速一样，用仪器是无法测量的，可是人们能够推算。

根据温度的定义，微观粒子的运动在宏观中的表现，速度越低温度也就越低。我们所说的绝对零度，就相当于是微观粒子运动速度等于零的情况。根据科学家的推算，微观粒子步运动的温度是零下273.15摄氏度，也就是我们所说的零K。不过零K是一个很难达到的数值，凭借人们当前的能力，根本无法实现绝对零度。据说国际空间站中的冷原子实验，达到了零下273.1499999999摄氏度，可是仍然没有达到绝对零度。

绝对热点一般称为普朗克温度，是根据德国物理学家马克斯·普朗克命名的。它是自然单唯中的普朗克单位，代表的是量子力学中基础极限的单位。绝对零度是微观粒子在不运动情况下的温度，绝对热点就是温度的基础上限。据说这是宇宙大爆炸第一个瞬间的温度，大小在1.416833（85)×10^32 K，是人们计算出来的温度。这个温度就连太阳也能轻易蒸发，更别说是普通人类研究的仪器，根本无法进行测量，而且凭人类的实力，也无法制造出这样的温度。

根据科学家的研究，在距离地球5000光年的地方，有一个回力棒星云。该星云十分特殊，它的扩散速度达到了每秒164千米，导致自身温度下降过快。天文学家判断，它的温度之哟零下272.15摄氏度，只比绝对零度高了1K。

宇宙中最高的温度能达到多少目前最高的温度是多少

宇宙形成后10负36次方秒，宇宙温度达到10000亿亿亿 ，而人类观测到的最高温度是伽马射线爆，几分钟释放的能量可以达到太阳1万亿年释放的能量总和。

目前通过观测宇宙，认为宇宙最初形成于同一处，星系红移和宇宙微波背景的观测，让我们知道宇宙在不断扩张和逐渐冷却，也可以推测出各星系在最初时距离比较近，因此推断所有星系都有一个共同起源。试想一下将现在930亿光年直径的宇宙，压缩在一个很小的地方，密度趋近于无限，引力作用产生的能量也是非常非常庞大的，温度也就非常高。具体有多高说不清，大概比人类所能观测到的高得多的多。

伽马射线爆是超大质量恒星坍塌碰撞、中子星碰撞或者黑洞融合的时候，因为巨大的质量损失转化来的能量，是宇宙中最剧烈的爆炸。通常只能持续很短的时间，也有发现能持续数小时的。几分钟释放的能量可以达到太阳1万亿年释放的能量总和，温度也就异常之高，喷发出的能量扫过的地方，没有生命可以存在。但是它们又为新恒星的形成提供了契机，被喷射出的物质能量散布在宇宙空间，逐渐凝聚又形成恒星。

具体温度有多高不好说，但仅从人类观测的结果来说，短短几秒释放一万亿年太阳释放的能量综合，顺便提一下太阳寿命也才只有百十亿年，温度可以达到1万亿摄氏度以上，甚至高到难以想象。

关于这个问题，首先要知道温度究竟是怎么回事。从化学上来看，原子、离子和分子是物体的基本组成。组成物体的粒子的热运动是物体产生温度的根本原因，所以温度的高低表示了粒子热运动的平均动能的大小。如果粒子热运动的平均动能越大，即粒子的热运动越剧烈，则温度也越高。可见，粒子的平均动能决定着温度的高低。
由于不确定性原理，粒子的热运动不可能会完全停止下来，所以温度有一个下限，那就是绝对零度，它被定义为0 K，或者相当于-273.15 。再根据狭义相对论，组成物体的粒子的运动速度不可能达到光速，所以温度有一个上限，那就是普朗克温度，其大小约为1.4 10^32 K。或者根据黑体辐射理论和物理学的基本长度，物体辐射出的电磁波的波长只能大于等于普朗克长度，所以普朗克温度是温度的上限。
目前的理论认为，只有在宇宙大爆炸的普朗克时间（5.4 10^-44秒），温度才有达到过普朗克温度。目前在宇宙中已知最高温度是在双中子星合并过程中产生的，温度为3500亿度。而人类制造的最高温度比这还高，大型强子对撞机把高速运动的质子和原子核相撞，产生的最高温度可达10万亿度。

热力学温标里面，温度的理论下限是“绝对零度”，理论上限叫做“绝对热”（absolute hot），与绝对零度相对应。

在当代物理宇宙学理论下，可能的最高温度是普朗克温度，其值为1.416785(71) 10^32K。
【有绝对零度（absolute zero），也有绝对热（absolute hot）】
该如何理解普朗克温度？可以从两个方面去理解：

一、宇宙大爆炸之后，经过了普朗克时间（5.39 10^ 44s）后，宇宙的温度。在小于普朗克时间的尺度里，我们的物理理论失效，虽然那时候宇宙可能更热，但超越我们的认知极限了。
二、如果一个物体达到普朗克温度，它将发出对应于普朗克长度（1.616255(18) 10^ 35 m）波长的黑体辐射。如果温度更高，它将发出比普朗克长度更低波长的黑体辐射，我们缺乏相应的理论，失效again。
【越高的温度所对应的的黑体辐射波长峰值越小。】
----华丽分割，以上理论，以下现实----

普朗克温度只是一个根据量纲分析得来的理论温度，并没有什么现实意义。回归现实，还是要看看我们现实宇宙中的物质能够被加热到什么样的温度。

20世纪60年代，在欧洲核子研究委员会（CERN）工作的哈格多恩提出，在温度超级高的情况下，强子都将“熔化”（melt），所有我们熟悉的由强子组成的物质都将变成一碗“夸克汤”，经过计算，这个温度大约在2 10^12K，因此被称为“哈格多恩温度”。哈格多恩认为，处于哈格多恩温度下的系统可以容纳尽可能多的能量，因为形成的夸克提供了新的自由度，继续增加能量将只会增加熵，而不是温度，因此哈格多恩温度将是一个无法通过的绝对高温。
【德国物理学家哈格多恩】
也有反对者认为，夸克物质也可以被进一步加热。

这个分歧已经可以用实验来验证了，10^12K温度级别对现代的人类来说，已经不是难事。这种夸克物质已经在欧洲核子研究中心的SPS和LHC，以及美国布鲁克海文国家实验室的RHIC的重离子碰撞中被发现。
在弦论中，也引入了这个“哈格多恩温度”，它被定义为让宇宙最基本的单元：弦所发生相变所需的温度。这个温度非常高，在10^30K级别，只比普朗克温度少了两个数量级，人类目前只能望尘莫及了。
近年来，又有人提出，在量子热力学中，某些系统可以达到“负温度”。

其实，“负温度”的系统比任何正温度的系统都要热。如果负温系统和正温系统接触，热量将从负温系统流向正温系统。这不是矛盾了吗？明明是负，怎么会比正的还热呢？

为了解决这一矛盾，科学家创造出了“冷度”这个物理量，为温度和玻尔兹曼常数乘积的倒数，从而解决了这一矛盾。温度为正的系统，熵值随着能量的增加而增加，温度为负的系统，熵值随着能量的增加而减少。所以，负温度是为了解释一些量子现象而引入的概念，在非量子体系下没有意义。
如上图，绿色为摄氏温度，红色为华氏温度，蓝色是开氏温度，黑色就是“冷度”，单位为“吉比特/纳焦耳”。这里的开氏温度以绝对零度为0，而以无限温度（可能是普朗克温度）为1，则越过了中间高点以后，再“高”的温度其实是“负温度。”
都说最高温是宇宙大爆炸的瞬间，不过这是人类猜测而已，毕竟谁也没见过，看过许多天文知识的人或者会感觉，所有天文知识都是猜想出来的，有些被许多人认同，所以显得十分正确而已。其实像看玄幻仙侠小说差不多，你信就觉得它合理，你不信就觉得它吹牛。

别说出了地球，单在地球内，谁也不知道最高温度是多少，或者个个都会说是地心内核，那有谁真正测量过地心的温度吗？还不是靠推测的。前苏联曾经想过钻一口深阱打穿地壳，做所谓的科学研究，结果不了了之。

靠猜测的东西，大家都能吹，没什么大不了的。目前，我们只能猜测星系中心是温度最高的，像银河系中心，注意：这个数据是人类猜测得来的，没谁去过银河中心量过。

至于最低温度，在漆黑的太空里四处隐藏，你找到其中一个冷点不代表它是最冷的。
没有证据的推测我都视为无效，凭我们人类掌握的知识还不能说明什么，太阳系的东西都还有一堆问题没有说清楚，就越级说宇宙的事了，说了就像是梦话。

宇宙中最高的温度能达到1.416833x10 32K，也就是构成本宇宙所有物质的爆炸释放能量的极限温度（宇宙大爆炸了极限温度）。宇宙中最低温度一273.15 。目前宇宙中测量到最高的温度，就是超新星爆炸释放的能量使温度达到20亿 （高度文明智慧人类（外星人）测量到了。

30兆亿的高温热能是人工发明

普朗克温度究竟有多可怕连太阳都扛不住

普朗克温度被认为是宇宙中的极限温度，具体数字大概在1.5亿摄氏度左右，太阳当然扛不住它的威力了。谈及宇宙中最低的温度，相信在座的各位一定能轻而易举，不假思索的给出一个答案：绝对零度。

在绝对零度的环境之下，分子运动也会被冻结，因此，它是温度的“下限”。那温度的上限有多高呢？是不是和绝对零度一样，也只有零上两百多度？当然不是了。

物理学中，一般认为“普朗克温度”是宇宙中的极限温度。大概在1.5亿摄氏度左右。宇宙诞生迄今为止，只有在一百三十亿年前，才存在过这样的温度：也就是宇宙尚且是“史瓦西奇点”状态的那段时期。

史瓦西奇点，是上世纪物理学家从爱因斯坦的“广义相对论”中推导出来的一个概念。它是宇宙大爆炸的源头，不被任何的物理定律所包含；从外观上来看，体积无限小，无法被任何的探索工具，手段所检测到；

但是内部的温度，质量，密度都达到了“普朗克极限”。经过了外界某种刺激之后，史瓦西奇点发生了爆炸，空间快速膨胀，才有了宇宙的出现。当时，整个宇宙环境内，只有电子，原子核，离子在游荡；

而宇宙的平均温度，在普朗克温度的一半左右。要知道，太阳的表面温度有多高？六千度左右。即便是不断发生着核聚变的太阳内部，也不过两万摄氏度而已。

因此，在普朗克温度的威力面前，太阳也会瞬间蒸发。只不过，宇宙迄今为止，还会不会出现这样的高温，还不得而知。不过，一部分学者认为，黑洞的内部，其实就是“史瓦西奇点”，说白了，黑洞的视界中心也是普朗克温度。

为啥科学家认为1.4亿亿亿亿度是温度的上限

温度的下限是零下273.15℃，那温度的上限呢？

美国加利福尼亚州的死亡谷在1913年7月10日达到过56.7℃的高温，这一温度也是目前被官方记录的“最高气温”。但和3000℃的地幔，5500℃的地核比起来，人类记录到的“最高气温”显然不值一提。

此时此刻，距离地球一个天文单位（1.5亿公里）的太阳，正在靠着核心的高温高压维持核聚变反应，氢元素在太阳核心1500万℃高温和3000亿个地球大气压的环境中不断释放巨额能量，每秒都有200万吨质量化作光和热四散在宇宙中，地球仅接受了其中的22亿分之一，便繁衍出了世间万物。

但太阳在宇宙中还远远算不上是高温的代表

像太阳这样的中等质量黄矮星，在生命末期往往会生成一颗密度极大的白矮星，这种由原子和原子紧紧排列在一起而形成的天体，核心区域温度达到了1亿℃，而比太阳质量更大的恒星，在生命末期会生成一颗中子星，核心温度10亿℃，理论上存在的“夸克星”如果被发现，核心温度肯定还会打破10亿℃。

以上这些宇宙常见天体的温度，基本上就是目前宇宙中的“天然温度记录”了，但它们都远远比不上人类科学家创造的温度。

温度的本质

在上一篇文章里我提到过“温度的本质是粒子运动”，所以粒子运动速度最快的地方就是温度最高的地方，在宇宙里这种地方一般是天体核心区域，或者靠近黑洞的吸积盘。

地球上“粒子运动速度最快的地方”是对撞机内部，因此人造高温记录也只能出现在对撞机内部。

在“一般”的对撞机里，金离子对撞温度是4万亿℃，而在目前地球上最强大的欧洲大型强子对撞机里，质子轰击原子核瞬间的温度可达10万亿℃，如此高温下物质已不具备形体，而是以“夸克汤”形式存在着。

但10万亿℃的记录肯定也会被打破，因为高能物理学家们觉得现有的对撞机功率太小了，所以欧洲大型强子对撞机正在升级，我国也准备耗费巨资建造超级对撞机。

假以时日新的对撞机开机后，飞行速度进一步逼近光速的粒子对撞实验必将产生新的人造高温记录。

那么人造高温的征程会像遇到零下273.15℃的绝对零度一样，遇到“高温瓶颈”吗？

又或者说，温度有上限吗？

根据“温度等同于粒子运动速度”这一理念，温度的上限其实也是速度的上限，而我们宇宙的速度上限则是每秒三十万公里的真空光速。

到这里我们可以说温度的上限就是光速，当所有粒子都和光子一样以光速运动时，理论上的最高温度就产生了，物理学上将此时的温度命名为“普朗克温度”，具体数值是1.4亿亿亿亿摄氏度。

迄今为止，代表温度上限的普朗克温度只在宇宙大爆炸瞬间出现过，当时还没有粒子“们”的概念，四大基本作用力也还是一个力，甚至可以说物理学也是从那一刻才诞生的。

那科学家未来在地球上，能用功率更强的对撞机重现普朗克温度吗？

在现有理论框架下这个问题不存在答案，因为早在一个世纪前爱因斯坦就用狭义相对论证明了“速度越快，质量越大”，且光子以外的所有粒子都达不到光速。

如此一来“向普朗克温度冲击”就成了死局，因为物理定律让粒子无法达到光速，且在向光速逼近的过程中消耗的能量还会呈现指数增长，毫不夸张地说就是穷尽宇宙中所有能量，人类也不可能把一根头发或者一个原子加速到光速，这无关技术，只因宇宙规则如此。

在刘慈欣的《朝闻道》里，人类建造了环绕地球一周的超级对撞机“爱因斯坦赤道”，妄图用它重现宇宙大爆炸瞬间，进而把四大基本作用力融为一体，搭建出古往今来所有物理学家梦寐以求的“统一场论”

但“宇宙排险者”禁止了人类这一做法，因为在已经出现过大爆炸的本宇宙内再来一次大爆炸的话，就会出现“真空衰变”现象，然后以光速膨胀的真空泡将把整个宇宙摧毁，整个过程类似于宇宙格式化。

虽然《朝闻道》只是一个科幻故事，但“真空衰变”在物理学中是真实存在的，不过人类对撞机的功率距离触发真空衰变还很远，而且现在连黑洞都生成不出来。

用纯粹科学思想来看

现如今人类发现的宇宙规律很可能并不是宇宙的全部，也就是说宇宙中肯定还有未被发现的规律，藏在人类目前无法涉足的领域中。

1.4亿亿亿亿℃的普朗克温度，仅仅是现有理论下，甚至是本宇宙的温度上限，如果发现新规律或者其他宇宙，这个所谓的“温度上限”肯定会被改写。

宇宙中最高的温度是多少最低温度是多少度

宇宙中最高的温度是多少？最低温度是多少度？

这个数据就是普朗克温度和绝对零度。量子力学认为，宇宙最高温度为10^32K，也就是亿亿亿亿K。这个“K”代表开氏度，就是热力学温度，如果与“ ”（摄氏度）比较，0 K(是零K，不是OK)就相当于-273.15 ，这就是绝对零度；而100 则为373.15K。也就是说开氏度减掉273.15就是摄氏度。

普朗克温度和绝对零度都只是一个理论存在的温度，也是人类能够理解的最高温度和最低温度，高于这个温度和低于这个温度都没有意义。量子力学认为，在宇宙大爆炸的普朗克时间，也就是大爆炸开始的10^-43秒，1000亿亿亿亿亿分之一秒时，其温度为普朗克温度，即10^32K，这以后，宇宙渐渐冷却，再也没有出现过这个温度。

而绝对零度，是热力学的最低温度，是粒子动能低到量子力学最低点时物质的温度，是存在于理论中的下限值。我们知道，物质的温度取决于其内部原子、分子等粒子的平均动能，一个物体粒子动能越高，温度就越高，当粒子动能达到最低点，不能再低时，就是绝对零度。

根据热力学第三定律，绝对零度永远也无法达到，因为一个绝对零度的空间，完全没有粒子振动，而空间的存在是以物质为前提的，没有物质也就没有空间，因此绝对零度的空间为零，零空间就是虚无。

恒星中心一直在源源不断爆发着核聚变，而恒星是宇宙的主要可见物质，占可见质量的99%以上。恒星表面温度从几千K到数万K，乃至数十万K不等，中子星表面温度可达1000亿K。质量越大的恒星，温度就越高，恒星中心温度也是如此。

太阳这样的恒星，中心温度只有1500万K，但到了演化后期，激发氦核聚变的温度需要1亿K。比太阳质量大的恒星，核聚变不断上升到更高层次，也就是按照元素周期表的排列序数，从氢核聚变，经历氦、碳、氧、氖、钠、铝、镁、硅、硫、氩气、钙、钛、铬、锰等一路演化，一直到26号元素铁结束。每一层次核聚变结束，恒星就会向中心坍缩，从而形成更高压力和温度，激发更高层次的核聚变。大质量恒星核心温度可以高达30亿K，从而完成铁元素之前的所有核聚变，在核心聚合成一个铁核。

比太阳质量大8倍的恒星就可以完成这一系列的核聚变，最终发生超新星大爆发，爆发的温度可以达到几百亿甚至上千亿K，从而完成比铁更重元素的合成。但这还不是目前宇宙能够得到的最高温度，更高温度是伽马射线暴创造的。

伽马射线暴是超大质量恒星爆发、黑洞或中子星相撞等极端事件中形成的，最强能量的伽玛暴比超新星爆发能量还要强数百倍，可以再现宇宙大爆炸1/1000秒时万亿度高温。这可能是迄今可能观测到的宇宙自然界最高温度了。

但目前已知存在的最高温度是人类制造出来的。2010年11月8日，科学家们利用位于瑞士和法国边境的欧洲大型强子对撞机，模拟138亿年前宇宙大爆炸的瞬时过程。这次实验是用两束铅离子束，在27千米的地下环形轨道中以相反速度加速，当它们接近光速时让它们相撞，相撞的瞬间产生了10万亿K的高温，再现了宇宙大爆炸百万分之几秒的场景，从而可以观察这一温度下产生“夸克—胶子等离子体”的过程，印证宇宙大爆炸理论预测。

尽管这个温度只存在一瞬，但却被精密仪器记录下来。这是迄今为止人类观测到存在于现实世界的最高温度。

宇宙最低温度迄今也是人类在实验室制造出来的，是NASA科学家团队在国际空间站上创造出来的。他们在地面做观测冷原子实验时，由于地球重力影响，得到极低温度冷原子态只能观测到几分之一秒，瞬间就消失了。于是他们将冷原子实验室（CAL）送到国际空间站，在微重力环境，创造出了更低温度，冷原子云固定观测时间可达到10秒，成为至今被观测最长时间的玻色-爱因斯坦凝聚态。

这是迄今人类创造的最低温度，为-273.149999999999 ，即0.000000000001K，就是万亿分之一K。

此前人造最低温度也是科学家在实验室创造的，达到0.00000017K。后来科学家们又把这个温度降低到0.5nK（纳开）,就是0.0000000005K。这是一个由德国、美国、奥地利等国科学家组成的科研小组，利用磁阱技术实现铯原子的玻色-爱因斯坦凝聚态(BEC)的实验过程中，创造这一纪录的。

广袤的宇宙空间温度极低，在远离天体的空旷处，温度低到3K以下。这是宇宙大爆炸后经历138亿年冷却的残留热辐射，通俗地说就是残留余烬，这种残留电磁辐射充满整个宇宙，温度只有2.725K，因此又称为3K宇宙背景辐射。

但这并不是宇宙自然界最低温度。1979年，科学家们发现距离我们约5000光年，位于半人马座方位有一个领结状的原行星云，命名为布莫让星云，又叫回力棒星云，科学家们通过用各种射线望远镜探测表明，那里的温度低到1K，是迄今发现自然界存在的最低温度。

现在还有一种说法，认为在宇宙大尺度网状结构之间，有许多被称为“空洞”的冷斑点，有的空洞尺度达到数十上百亿光年，那里面没有星系，也没有暗物质，形成的原因有多种说法，有科学家认为这种空洞里的温度更低，不过至今还没有严谨数据支撑，无法定论。

小结：目前已知的最高温度为10万亿K，最低温度为万亿分之一K，这些温度都是人工制造出来的。

为了解答这几个问题，首先要了解一下温度的本质。表面上，温度表征物体的冷热程度。本质上，温度表征物体的组成粒子的热运动剧烈程度。

理论上，当所有的粒子停止运动时（处于量子力学的最低点），物体将会达到可能的最低温度，即绝对零度。绝对零度在开氏温标上表示为0 K，在摄氏温标上表示为-273.15 。

然而，为了达到绝对零度，不仅需要原子停止运动，而且还包括原子的所有组成。绕原子核运动的电子需要停止运动，原子核中的质子和中子需要停止相互作用，夸克以及任何更基本的结构都要停止活动。由于量子力学效应，这是不可能的，所以绝对零度无法达到。从另一方面看，任何空间中都存在能量和热量，必然会与物质进行交换，所以绝对零度只能无限逼近，不可能达到。

目前，通过激光冷却和磁蒸发冷却技术，科学家获得的最低温度达到了100 pK（10^-10 K， 273.149999999900 ）。物质在这种极低的温度下将处于玻色-爱因斯坦凝聚态，它们会表现出奇特的行为，例如，超流动性和超导现象。

物质可能的最高温度为普朗克温度，其值约为1.417 10^32 K。由于粒子的运动速度上限为光速，所以当粒子速度接近光速时，物体的温度接近普朗克温度。如果温度超过普朗克温度，物理定律将不复存在。

目前，通过大型强子对撞机的粒子对撞实验，科学家获得的最高温度为10万亿开尔文，尽管这个温度比太阳的中心温度高了60万倍，但仅为普朗克温度的一千亿亿分之一。

首先，温度简单来说与微观粒子运动的速度息息相关，微观粒子运动越距离，物体的温度就越高。根据不确定性原理，任何粒子的运动不可能停下来，所以温度有一个下限，我们都知道那是绝对零度，也就是大约领下273摄氏度。而任何微观粒子的运动速度都不可能超越光速，所以物体的温度也有上限，不可能无限高，上限就是普朗克温度，大约1.4乘以10的32次方K。

普朗克温度是根据现有物理学计算出来的理论值，它是宇宙大爆炸发生一个普朗克时间后的温度，一个普朗克时间非常短，大约5.4乘以10的负44次方秒，也是物理学上可测量的最小时间单位，任何小于普朗克时间的时间都没有意义，而我们对宇宙的认知也是从大爆炸发生后一个普朗克时间开始的，也可以认为一个普朗克时间之前的宇宙没有意义。

那么目前已知的宇宙中最高温度是多少呢？超乎我们的想象！

太阳的核心温度能达到1500万摄氏度，这样的高温已经让很多人惊叹不已，甚至无法想象。但太阳的核心温度与中子星碰撞时产生的温度相比简直太渺小了，这个温度能达到3500亿摄氏度，敢想象吗？

目前人类能制造出来的最高温度是在大型强子对撞机里产生的，微观粒子的撞击能产生高达10万亿度的高温，不要担心如此高温会把对撞机熔化，那只是微观层面粒子的运动速度的体现形式，因为碰撞时的粒子速度都接近光速。而且碰撞是一瞬间的，不会有任何影响。

科学家们如何测量出宇宙深空最高和最低温度

常常看到有许多网友质疑，宇宙深空动辄亿万光年，科学家们都知道那里的星球有多高温度，也知道遥远的星云有多低的温度，又没有那么长的温度计，这些数据是怎么来的呢？是不是瞎子估水一担两桶，随意猜测出来的呢？

其实科学家们在观测宇宙和我们物质世界最深层次时，我们真的不能够用生活中的常识来想象，经过几百年现代科学的发展，科学家们已经有许多办法来了解我们宇宙最远处和微观世界的最深处了。

而且现在所谓的最高温度和最低温度，这两种温度都不存在。

一种是最高温度，为普朗克温度。 这种温度只有在宇宙大爆炸那一刹那，也就是普朗克时间，普朗克空间，发生的普朗克温度。

量子力学认为，人类了解的任何事物都不能超过普朗克尺度极限，超过这个极限不是不存在，而是没有意义。因为已经小于最小的量子态了，属于不可观测范围，或者说已经不属于我们世界可以认识的事物了。

这些量子单位是量子力学的开山鼻祖马克斯·普朗克率先提出，因此人们把它叫做普朗克单位。

普朗克尺度是迄今科学认为的最小尺度，为1.6x10^-33cm，其计算公式为：

其中ħ为约化普朗克常数，普朗克常数h=6.6260693(11)×10-34J·s，ħ=h/2π；G为引力常量，G=6.67259×10-11N·m²/kg²；c为光速，c=299792458m/s。

普朗克常数等是量子理论里专业性很强很复杂的计算过程，这里就不深扯了。

这个尺度比原子核小多了，原子核的数量级为10^15m，比普朗克尺度大20个数量级，万亿亿倍。

而普朗克时间是10^-43s，其计算公式为：

这个时间是我们人类理论上能够认知的最小时间单位，约为1000亿亿亿亿亿分之一秒。

普朗克温度为10^32K，其计算公式为：

这个温度就是在宇宙大爆炸发生在普朗克尺度和普朗克时间里面的温度，在那种只有原子核的万亿亿分之一半径空间里，在大爆炸刚开始的1000亿亿亿亿亿分之一秒时间，所发生的亿亿亿亿K高温。

“K”是热力学温标，又叫绝对温标，全世界所有各种温标都是以这个为标准换算的。我们中国通行摄氏温标，摄氏度℃温标与K对应为，-273.15℃=0 K，0℃=273.15K。在摄氏度0℃以上时，如果以热力学温标计数，只要减掉273.15度，就是摄氏度。而在宇宙很高温度下，比如万度乃至亿度时，这种差别完全可以忽略不计，因为宇宙测得的极高温度本身也是有误差的，而且不止几百度误差。

从以上状态我们可以看出，宇宙中最高温度并不是测出来的，而是通过理论建模计算出来的。

现在宇宙中还有几万度甚至若干亿度的高温又是怎么测出来的呢？在宇宙中，目前认为存在的最高温度一般发生在超新星爆发或者伽马射线暴，天体最高温度一般在中子星中心或黑洞吸积盘，这些事件或者天体都有百亿度乃至千亿度高温，伽马射线暴甚至可以再现宇宙大爆炸千分之一秒时的温度。宇宙大爆炸后千分之一秒温度高达万亿度以上。

现在科学家们在大型强子对撞机里面制造出了迷你版的宇宙大爆炸场景，在这个瞬间形成的场景里，温度达到了10万亿K，达到太阳核心温度的近100万倍。

那么，以上这些高温是测量出来的吗？也不是，因为没有这么高的温度计。任何温度计在比这低很多的高温里都早就气化掉了。那么这些温度到底是怎么测量出来的呢？

实际上有许多人不相信这种温度是真的，他们不但认为宇宙温度，而且有许多事情都不相信，因为这些事情完全出乎他们生活常识认知以外。但这个世界如果只有绝大多数吃瓜群众这样的认知， 社会 文明就不会走到今天，也不会有科学的发展了。

是科学家们的发现和发明，把人类从黑暗蒙昧的时代，带入了光明智慧的时代。对于温度的认识也是经过曲折 探索 的。

最早，一些科学家认为，温度是单独存在的物质，由此创立了一种“热质学”的理论。这种理论把热传导过程看作是“热质”的流动，并总结出了“热质守恒定律”。但这种学说没有办法解释摩擦生热，一直受到一些科学家的质疑和挑战。1798年英国物理学家伦福德通过摩擦生热实验，提出了热是一种物质运动形式的学说；后来，英国科学家戴维又通过冰摩擦生水的实验进一步推翻了热质说。

这样科学家们终于得出了热并不是一种单独的物质，而是物质内部粒子无规则运动造成的现象。温度就是粒子运动强度的表现，得出粒子运动越强烈，温度就越高，反之就越低，停止运动，温度就没有了，这就是绝对零度的由来。

爱尔兰科学家波义尔和英格兰科学家胡克通过“马德堡半球”实验，发现了气体体积、压力和温度之间存在着复杂的关系。随着进一步研究深入，人们发现不同的元素在不同的而温度下会呈现出不同的光谱，而且会发出不同的电磁辐射，而且温度与亮度也存在线型比例关系。

科学家们还得出了温度和能量的关系，通过计算不同温度放射出来的电磁波波长，就可以不用接触热载体就能够测算出温度。电磁波从长到短可以区分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，波长越短的电磁波所携带的能量越高。这样科学家们就可以通过各种光学望远镜、射电望远镜、射线望远镜来观测遥远天体的温度了。

如科学界把恒星光谱分为O、B、A、F、G、K、M、R、S、N等类型，每个类型又细分出10个次型，这些光谱都对应温度和天体组成成分，但这些只能测出其表面温度。中心温度则要根据天体质量大小成分组成，理论估算出中心压力和温度。

就像一个老打铁的师傅，会通过把铁烧到不同颜色来把控铁的温度和韧性，从而打造出所需用具。科学家们也能够通过观测这些现象得出各种判断。不过科学家们的观测和探测是根据环环相扣的理论建模得到的，就更为精准。

事实上，现在的高 科技 已经能够通过望远镜的监测，经过计算机复杂的运算，很快就可以得出一些遥远天体的各种数据了，其中当然包括了温度及其成分分析。这些也绝不是电脑在那里随意运算，而是人类把几百年来的科学研究成果和观测发现经验数据，输入到电脑中，电脑进行模型比对和数据运算的结果，1秒钟的运算结论比过去人类数年的运算还要精准很多。

宇宙热运动是一种客观现象，是不以人的意志为转移的。因此温度本身是客观存在的，而温标则是人类通过对宇宙温度的把握，为了更好交流而设置的主观标准。现在常有的有开氏温标（K）、摄氏温标（℃）、华氏温标（℉）， 历史 上还出现过兰氏温标、列氏温标等，现在都废弃不用了。

这些温标主要是为了人类生活中方便而设定的，因为人类的一般活动都是在零下几十度到零上几百度这么一个范围，所以温度计都设置在这个范围。开氏温标是1848年英国著名的数学家、物理学家、工程师威廉·汤姆逊·开尔文勋爵创立的，是最科学的温标，是通过理想气体来确立的，是一个纯理论温标，与温度物质属性无关，符号T，单位K（称开尔文，简称开）。

开氏温标是根据热力学中理想气体分子平均动能方程得出的，这个方程表述为：Ek=ikT/2。

开氏温标只有下限，没有上限。当温度达到T=0 K时，气体分子动能为零。这种状态下物质体积为零，空间为零。为了适应人们已经形成的习惯，计算更方便，开氏温标每一度的刻度间隔与摄氏度相等。

绝对零度就是热力学的最低温度，是粒子动能低到量子力学最低点时物质的温度，是一种理论上存在的下限值，标示为0 K（注意，不是OK），相当-273.15℃或-459.67℉。

摄氏度t与开氏度T的换算关系为：T（K）=273.15+t(℃)；华氏度F与摄氏度t的换算关系为：℉=t（℃）x1.8+32；换算结果是100℃=212℉/0℃=32℉。因此，热力学温标与华氏温标换算关系为：K=(F-32)×5/9+273.15或F=(K-273.15)×9/5+32。

因为一旦到了这样一个温度，空间时间都没有了，谁作为观测者去测量呢？

现在人类在宇宙中发现的最低温度为1K，这个地方是在距离我们5000光年的回力棒星云；宇宙微波背景辐射为2.75K，这是宇宙大爆炸第一缕辉光的遗迹，经历了138亿年的传播，只有微弱的余烬被人类所观测到。

而人类已经制造出宇宙中最低的温度，这个温度是0.5nK(纳开），也就是20亿分之一开。这是正在无限接近绝对零度的温度，在这种温度下，玻色子物质呈现出第五态，即波色~爱因斯坦凝聚态，在这种极端温度下，物质呈现出某些奇异特性，比如超流体、超导体现象。

像这种温度照例不是直接用温度计测量到的。人类制造的最高温度和最低温度都不是宏观事物，而是原子级的，要知道1个针尖上就可以排布上万亿个原子，人类用什么探针去测这种温度呢？

因此科学家们就是根据色谱、电磁辐射、气体体积、压力、粒子运动状态等与温度的关系，来测算这种超高温超低温以及远距离天体的温度。

就是这样，欢迎讨论，感谢阅读。

最高温度为何没有上限，而最低温度有-273.15℃

关于最低温度约为-273.15℃，这其实是一个人为定义的数值。

低温的极限——绝对零度

热力学里所使用的是绝对温标，温度的单位是K（开尔文） ，它定义了最低的温度为绝对零度，即0K（零开尔文，不是英文单词OK……），对应我们日常使用的摄氏温度约为-273.15℃。

所以题目里说的-273.15度其实指的就是热力学里的绝对零度，热力学是研究物质热运动的一门物理分支科学，在热力学里把分子没有动能也没有势能，动势能为0时定义为绝对温标的零点。在绝对零度下分子没有热运动。

虽然绝对温度的零度相当于摄氏温度的-273.15度，看起来完全是两个标准，但其实它们的温度增减是一样的，没有差异，也就是绝对温度增加1度，摄氏温度也增加1度，两者的数值变化完全是同步的。所其实绝对温度就是参照摄氏温度来定义，只是把零点换成了绝对意义的0度。既然绝对零度就是热力学定义出来的物理最低温度，因此物理世界就不可能有比它更低的温度了。

那么作为绝对温标的参照的摄氏温标又是怎样定义的呢？这个估计很多同学都知道了，就是按照水的状态变化来定义的：在1大气压下，冰水混合物的温度作为0度，沸腾时的温度为100度，然后就上水银汞柱，把0度时的汞柱高度到100时的汞柱高度之间平分100份作为标记，这样水银汞柱每上升1格就相当于上升1度。由于冰水混合物时，温度依然能下降，下降的温度就按照前面标记的标准进行计算就对了，即汞柱每下降1格就是下降1度。

你现在可以看出来了，所谓的最低温度-273.15度完全是人为定义出来的。

高温的极限——普朗克温度

至于最高温度，其实也是有上限的，物理上称为普朗克温度。喜欢看科普的人对普朗克xx都不会陌生，诸如普朗克常数、普朗克长度、普朗克时间等等，都是经常出现在各种科普作品里的，但你可能会奇怪它们全是一些代表很小很小尺度的数，但讨论极限温度不应该是很大很大的吗？你来个普朗克温度是什么鬼？

其实它的定义也是很小很小的，普朗克温度的定义是：宇宙大爆炸后1普朗克时间时宇宙的温度。理论上没有比这更高的温度了，宇宙诞生后1普朗克时间时，宇宙处在可测量宇宙的最小尺度，我们知道，当把物质压缩，它的温度就会上升，而当宇宙所有的物质能量均集中在一个可测量极限的最小空间里时，它的温度就达到了最高，我们不可能制造比那时更高的温度了。根据计算，普朗克温度大约是1.416833（85)×10^32 K。这就是我们宇宙的温度上限。