宇宙的溫度是怎麼來的(宇宙的溫度是怎麼測量出來的呢)
2023-10-30 15:51:10 1
人類科技越來越發達,現在已經把發展伸向了宇宙,而在宇宙中危險重重,什麼黑洞、小行星碰撞還有一些被遺棄的航天用具,也稱之為流浪天體;主要的危險還是宇宙中的溫度,也就是太陽,太陽的溫度在逐漸升高。
從宏觀角度上來看,溫度是表示物體冷熱程度的一個物理量,而從微觀角度上來說,溫度則是表示物體微觀粒子運動的劇烈程度,總的一句話來說,溫度指的就是這些分子不規則的熱運動,也被稱為布朗運動。
根據科學家們分析發現,在太陽表面溫度可以高達6000攝氏度,而目前地球上熔點最高的物質是鉿合金,在標準大氣壓之下它的熔點為4200℃。大約20億年後,它將熱到使地球上的海洋沸騰,蒸發掉地球上的所有水,生命將無法在那時的地球上生存。
1.宇宙最高溫度——絕對熱度
目前已知的最高溫度約為1.42億億億億度,即誕生於大爆炸時的瞬間溫度,這也被稱為普朗克溫度,而且量子力學給出的溫度上限就是普朗克溫度——絕對熱度。宇宙大爆炸理論是現在最主流的宇宙來源理論,並且還有星體紅移現象和宇宙微波背景輻射等天文觀測證據的支持,按照宇宙大爆炸理論,宇宙應該是誕生於138億年前的一次大爆炸,在宇宙最初的時候只是能量奇點。一般理論認為這個奇點沒有空間,宇宙半徑尺寸趨近於零,但它卻被科學家們認為其集合了宇宙中所有的物質和能量,被看作是一個密度無限大,熱量無限大,溫度無限高,壓力無限大,時空曲率無限大,體積無限小的一個「點」,就這樣,宇宙間所有的物質和能量全部都擠壓在這樣一個高壓的環境中,而在奇點發生爆炸的一瞬之間,所有的物質和能量被釋放了出來,也就是在這一時刻,宇宙最高溫誕生了。
2.宇宙最低溫度——絕對零度
絕對零度是熱力學上的最低溫度,是一種理論上的最低的溫度。在熱力學的描述中,溫度的單位是開爾文(K),所以絕對零度的數值就是0K,如果換算成攝氏度的話,為—273.15攝氏度。這是根據理想氣體狀態方程推導出來的,也是理想氣體的分子停止運動時的溫度,而絕對零度之所以有兩個小數點,這是由其本身的定義而決定的,1 K 被定義為絕對零度和純水三相點溫差的273.16分之一,因為水的三相點的溫度正好是0.01℃,所以0 K 就是-273.15℃。
我們科學家們發現布莫讓星雲的溫度只有—272攝氏度,可以看出這個溫度只比絕對零度高了1.15℃,也是目前已知宇宙中最冷的地方,因此布莫讓星雲也被稱為「宇宙冰盒子」。後來為了製造出更低的溫度,我們人類製造出了液氦,科學家們通過利用液氦蒸發的方法製造出了更低的一個溫度,達到—273℃左右,而這個製造出的最低溫與絕對零度只有0.1℃左右的差距,不過這0.1左右的差距是難以跨越的。最低極限即絕對零度,—273.15攝氏度,這是一個永遠也不可能達到的極限,除非原子完全靜止,沒有任何運動。
但是根據量子力學效應這根本是不可能達到的,由於我們空間中的能量交換每時每刻都在進行的,而絕對零度只是一種理想情況,因此絕對零度只能無限接近,不可能達到。
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