温度是一个神奇的概念,人体的温度一般维持在37摄氏度左右。如果超过这个温度,意味着身体发烧了,要及时就医。每当天气有任何变化,我们都能直观的感受到温度的上升或下降,全球气候变暖导致全球各地温度直线攀升,每个人深有感触。站在物理学的角度上来看,温度是粒子运动速度的外在表现,它并不是所谓宏观意义上的温度。
正因为如此,物理学家才能利用加速器,制造出历史上最高的温度5.5万亿摄氏度,这是一个非常恐怖的概念,100摄氏度的水蒸气我们都难以承受,别提破万亿的温度了。太阳是公认地球上最高的表面温度,达到6000摄氏度,很难想象人类制造的温度竟然比太阳温度还要高。若人类真能制造出这么高的高温,那整个地球岂不是被其融化了?人类可制造5.5万亿度高温,却无法达到绝对零度,这是为什么?
人类对温度的理解有哪些?
其实人类对温度的了解比较片面,粒子的运动速度越快,意味着温度越高,如果它在可控的范围内,运动温度上升的同时,并不会对周围事物产生很大的影响。粒子的运动经常受到光速的限制,当它无限制接近光速时,能量也会随之增大,最后达到温度的极限,也就是所谓的绝对最高温度。虽然人类在制造高温上有了明显的突破,在制造低温的道路上却停滞不前。
我们都知道,零下273.15摄氏度被称为绝对零度。既然人类能够制造出上万亿的高温,为什么低温却制造不了呢?原理与粒子运动也有一定的关联,高速运动会使温度上升,如果温度下降,意味着运动的粒子处于静止的状态,这是一件非常困难的事,人类目前根本无法做到,因为粒子的位置与动量是难以确认的。
绝对零度为何造不出来?
一个运动的粒子,不管运动的速度有多慢,它都会产生热量,所以不可能有绝对零度的出现。绝对零度只能是一种无限的接近,想要实现是一种奢望。或许大家会普遍认为制造高温比低温更容易,其实两者的原理相差不大,高温不断突破,却始终无法达到最高温度,因为数值是人类难以计算出的。
世界上没有绝对静止的物质,所以人类永远也不可能制造出绝对零度,只能无限的接近,无论制造高温还是低温,与光速都有很高的相似之处。光速被认定为宇宙中最快的速度,宇宙的膨胀速度比光速还要快,它在不断扩张,无论用光速怎么追赶,也永远无法赶上它的膨胀速度。