刻意的假裝

這是因為當每一縷熱能都被吸走時，這是一個實體所能達到的最冷溫度。物理學家承認，他們永遠無法達到可想象的最冷溫度，也就是絕對零度，很久以前的溫度被計算為零下273.15攝氏度。對物理學家來說，溫度是原子運動速度的量度，是它們能量的反映——絕對零度是指絕對沒有熱能可以從物質中提取出來的點。

即使是宇宙中已知最冷的物體不像絕對零度那麼冷。

但是絕對熱呢？根據傳統物理學，這是物質能達到的最高溫度，據測量精確到1，420，000，000，000，000，000，000，000，000，000，000，000，000攝氏度。

這當然很荒謬。我們所知道的唯一接近絕對高溫的是宇宙大爆炸時的溫度。

人類在最高溫度的最大成就:5，500，000，000，000攝氏度，科學家通過在瑞士的大型強子對撞機中使鉛離子相互碰撞而得以實現。

軍機處留級大學士

理論上，溫度並不存在上限，溫度能夠達到任意高的程度，可以遠超1.4億億億億度。但溫度存在一個理論下限，大約為-273.15攝氏度。那麼，為什麼溫度沒有上限？為什麼宇宙中出現過的最高溫度是1.4億億億億度？為什麼溫度又會有下限呢？

事實上，所有這些問題與溫度的產生機制有關係。無論什麼物體，從微觀角度來看，它們都由原子、分子或者離子組成。根據相對論和量子力學，構成物體的各種粒子不是絕對靜止的。因為相對論表明，宇宙中的參照系都是平權的，沒有絕對靜止的參照系。而且不確定性原理也禁止出現絕對靜止的情況，一旦粒子絕對靜止，它們的不確定性消失，其位置和動量會被完全確定下來。

因此，粒子必然會做永不靜止的熱運動。粒子熱運動會讓宏觀物體產生熱量，為了衡量這種冷熱程度，就需要溫度這個參數。粒子熱運動的劇烈程度越大，平均動能越大，宏觀物體的溫度就越高。

理論上，當粒子熱運動完全停歇時，溫度將會達到最低的絕對零度。根據實驗的測量，可以計算出最低溫度約為-273.15攝氏度。在熱力學中，最低溫度被定義為0開氏度。

另一方面，雖然狹義相對論禁止有質量粒子的運動速度達到光速，但這並不意味著它們的動能不會無限增加。根據狹義相對論，隨著粒子的運動速度無限趨於光速，它們的動能也會趨於無窮大，所以溫度也會隨之趨於無限高。

但在宇宙中，溫度從來沒有達到過無限高。根據標準宇宙模型，宇宙的最高溫度出現在138億年前宇宙創生的最初時刻，這個溫度是普朗克溫度，其大小約為1.4×10^32度，即1.4億億億億度。

在普朗克溫度下，宇宙中已知的一切物質、原子和基本粒子都無法存在，已知的四種基本力將會統一在一起。在現有的理論中，人類所能理解和描述的最高溫度是普朗克溫度。如果想要知道比普朗克溫度更高的溫度是怎樣的，需要量子引力理論。但迄今為止，廣義相對論還未能完成量子化，它尚未與量子力學相統一。

火星一號

宇宙並不存在最高溫度的說法

按照目前的主流理論，宇宙起源於奇點的大爆炸。而奇點具備以下三個特點：

• 密度無限大；
• 空間曲率無限大；
• 溫度無限高。

也就是說，宇宙並不存在溫度的上限。

隨著宇宙大爆炸之後，空間發生膨脹，隨著膨脹進行宇宙的整體溫度是在逐漸下降的。宇宙大爆炸的餘熱，我們叫做宇宙微波背景輻射，如今還在宇宙中傳播，他們作為背景輻射，目前還保持著2.7K的溫度，用我們現在的探測器可以很好地獲得宇宙微波背景輻射的信息。

我們也很容易發現，2.7K其實已經很接近絕對零度的，絕對零度在開氏溫標下是0K，換算一下我們常用的溫標，也就是-273.15℃。

既然沒有最高溫度，那為什麼會有最低溫度呢？

研究“熱運動”的是熱力學，而熱力學也有幾大定律，其中熱力學第三定律是這麼說的：

其實就是在說絕對零度不能達到的，所以宇宙中的最低溫度應該就是絕對零度。

可能你要問這到底憑啥呀？其實這背後有堅實的理論和實驗作為支持。

在經典物理學當中，溫度說白了就是熱，本質上是分子的熱運動的劇烈程度。也就是說，溫度越高，總體上分子的運動得越劇烈，我們可以用分子的平均動能量來衡量，也就是說，溫度越高，分子的平均動能越高。

換句話說，對應的最低溫度就應該是分子的平均動能降到最低的時候，按照量子力學的不確定性原理，分子和原子雖然還不至於不動，但當溫度降低極致時，它們應該是在原地振動的，這時對應的溫度就是絕對零度。

不過，絕對零度不可能達到，它只存在理論當中。這是因為，我們對於物體進行降溫，最常見的辦法就是拿一個溫度更低的來勻一勻，如果要用最常見的方式來給一個物體降到絕對零度，這就意味著我們得拿一個比絕對零度的溫度還要低的東西來勻。

可問題是，絕對零度已經是理論上的最低溫度了，如何再去找比這個還要低的溫度的物質？因此，從最常見的方法來看，絕對零度是根本做不到的，這也是為什麼會有熱力學第三定律的原因。

很多人以為太空是絕對零度的，但並非如此，宇宙其實很空曠的，我們可以根據廣義相對論和宇宙學原理推導出宇宙的密度，這個水平大概是一立方米還不到一個氫原子的水平。所以，外太空實際上並不能很好地體現出溫度來，原因就是粒子數太少了。所以，太空並不是絕對零度，由於宇宙微波背景輻射的存在，我們甚至可以認為宇宙就是2.7K的。如果有宇航員在外太空遭遇了意外，比如宇航服破了，那宇宙並不是被凍死，而應該是由於氣壓太低，導致體液沸騰，肺泡破碎而死。

當然，要打破熱力學第三定律也可以很粗暴，就是你真的弄出一個絕對零度的物質，那就打破了。這其實和打破相對論是一個道理，相對論的基礎假設光速不變原理，推導出信息、物質、能量不能超光速，所以我們只要直到這三者超光速的情況就行。不過，100多年來，還沒有人做到這一點。

同樣的，挑戰熱力學第三定律的科學家也有很多，他們試圖利用激光還把分子和原子的熱運動都減緩下來，但是目前在實驗室當中還沒有人能做到真的把溫度降到最低零度，只是都在無限接近而已。

鍾銘聊科學

宇宙中理論最高溫度是普朗克溫度，指得是宇宙大爆炸開始後的第一個普朗克時間內宇宙的溫度，在這個時間段內宇宙的尺寸幾乎為零，聚集著宇宙中的總質能，壓力和熱量幾乎都是無限大的，因此這一時間段溫度最高可以達到1.42×10^32K（開爾文），也就是1.4億億億億開爾文

而宇宙中的最低溫度指得是絕對零度，實際上是熱力學上的最低溫度為-273.15℃。從熱力學的角度來考慮，一個物體外在體現出溫度，那麼微觀角度上來看與原子、分子的平均動能有關，根據麥克斯韋-玻爾茲曼分佈平均動能越高，物質溫度就越高。

如果物質微觀原子、分子的平均動能有一個最低限制，表現出的溫度就是絕對零度。理論上來講當微觀粒子徹底靜止的時候溫度最低，但是根據量子力學這種情況並不存在。這是理論上的最低溫度，現實生活中發現的最低溫度是回力棒星雲，在半人馬座方向距離地球5000光年。溫度為-272.15°C，只比絕對零度高個一攝氏度左右。

宇宙中既有最高溫度，也有最低溫度，這些都有理論上的支持，目前的實際觀測發現也是如此，尤其是最低溫度打破不了絕對零度。而最高溫度是否為1.4億億億億度，目前就無法確定了，但只能說目前沒有發現而已。地球內部的溫度可以達到6000開，一般恆星內部溫度可以達到十幾萬開，而超大質量恆星內部溫度可以達到數十億開，但是這些高溫與普朗克溫度還是差的很遠。

科學黑洞

溫度一直以來是我們感知環境的重要指標之一，在物理學中，溫度的上限能高達1.4億億億億度，甚至更高，而下限卻為-273.15℃，那麼為什麼在數量級上，溫度的上限與下限相差如此之大？

這個問題的答案要從溫度的產生機制中尋找。

從微觀層面上來說，任何物體都是由原子和分子組成，當物質內的分子運動速度越快，溫度會越高，分子的運動速度越慢，溫度會越低。

在標準宇宙模型裡，138億年前宇宙大爆炸那一刻產生的1.4*10的32次方℃是宇宙最高溫度，物理學中被稱為“普朗克溫度”，在該溫度下一切熟知的基本粒子以及四大基本作用力都還處於統一狀態。

而相比普朗克溫度的“有跡可循”，溫度的下限-273.15℃卻是人類永遠無法觸及的“”，因為微觀世界的不確定性和空間中每時每刻都在發生量子漲落讓“絕對靜止”成為了不可能。根據熱力學第三定律，“絕對零度永遠無法達到，只能無限接近，任何空間必然存在能量與熱量，也就是真空不空。因此，絕對零度終究是一個遙不可及的夢。。

宇宙探索未解之迷

從宇宙大爆炸的層面來看，宇宙的起源和演變是質點發生了大爆炸，炸開了宇宙這個巨大的時空。大爆炸引起高溫，因此宇宙溫度就存在了，而且溫度和時間、空間一直在變化。

宇宙最高溫度1.4億億億億度，也被稱為普朗克溫度。

宇宙誕生138.2億年來，普朗克溫度只出現過一次，那是在宇宙大爆炸後一個普朗克時間後，那時候整個宇宙只是一團溫度極高能量，任何物質和物理定律都還沒有誕生。

宇宙最低溫度也被稱為絕對零度，準確值是-273.15攝氏度，但絕對零度只存在於理論上。

現實世界中由於量子力學的存在，物質的最小結構永遠無法實現絕對靜止，因此絕對零度是永遠無法達到的。目前科學家們生成的最低溫度僅僅比絕對零度高0.5納開爾文，但真正的絕對零度就像真空光速一樣無法被達到更無法被突破。

為什麼宇宙的高溫和最低溫度相差這麼大？

眾所周知，世間萬物都是由原子和分子組成，我們可以將它們稱為粒子。當粒子的動能越大，物質的溫度也就越高，粒子之間的動能可以不斷加速，沒有上限的值。當溫度要降下來時，粒子正好相反，需要做到動能為零。因此，分子原子往下，只能無限逼近於零下273.15度這個值，分子原子往上卻能不斷接近最高溫度為1.4億億億億度。

有的人可能會說：宇宙真空中也有分子原子嗎？答案是：宇宙中不存在絕對的真空。任何空間都有物質粒子存在，所以溫度的變化是往上升的空間遠比往下降的空間要廣闊無數倍。

科學Science

理論上，存在一個最低的溫度，那就是絕對零度，其大小約為零下273.15攝氏度。另一方面理論上也存在一個最高的溫度，那就是普朗克溫度。按照現有的理論，這是物體能達到的溫度上限了，沒有比這更高的溫度。

為什麼溫度沒有上限，簡單來說，粒子越快物體的溫度就越高，只要粒子速度一致增加溫度就會一直增高，偏偏在我們生活中接觸到的速度也沒有上限，所以溫度沒有上限。

但是溫度的下限就不一樣了，我們都知道速度是沒有負數的，也就是當粒子速度處於靜止的時候，那麼溫度就是最低的，但是隨著科學的發展，科學家發現所謂的靜止只是理想狀態，根本不可能存在靜止的情況，現實世界中最理想的靜止，就是宇宙中的真空，而宇宙的真空溫度恰好接近於零下273.15攝氏度。

其實，按照現在的科學解釋，對溫度的認識還是遠遠不夠，有很多問題需要以後不斷研究解決。

FFP68241816

答：根據物理理論的推斷，我們宇宙是存在最高溫度和最低溫度的；由於我們把水的三相點定義為273.16K，在攝氏溫度中把冰水混合物定義為0℃，所以最低溫度就為-273.15℃，最高溫度為1.416833*10^32 K。

在物理學中，溫度的本質是微觀粒子的不規則運動，當微觀粒子完全靜止時溫度達到最低，也就是0K，或者-273.15℃，但是量子力學和熱力學都認為，絕對零度不可達到，我們只能無限去接近絕對零度，目前，實驗室能製造的最低溫度低至0.000000001K。

根據宇宙大爆炸理論，在138億年前，我們宇宙在大爆炸發生後的第一個普朗克時間，宇宙的所有能量都集中於一點，此時的溫度叫做普朗克溫度，數值高達1.416833*10^32K，也就是1.4億億億億K，為宇宙最高溫度。

此狀態下四種基本作用力已經統一到了一起，甚至亞原子粒子還未形成，目前實驗室利用對撞機可以製造出10萬億度的瞬間高溫，與宇宙最高溫度還差了20個數量級。

溫度的度量尺度是人為規定的，如果從純理論角度出發，開爾文溫標是最合理的，定義最低溫度為0k；而攝氏溫標是為了方便人們使用制定的，定義標況下冰水混合物為0℃，水的沸點為100℃。

對於外星文明而言，對溫度的定義可能與人類完全不同，最低溫度和最高溫度的數值可能存在差異，但是本質上最低溫度和最高溫度都是存在的，因為這是物理學定律決定的，與你如何定義溫度沒有任何關係。

溫度的範圍非常廣，但是人類能接觸到的溫度範圍非常有限，宇宙中幾個標誌性的溫度如下：

（1）最低溫度0K（-273.15℃）；

（2）水的三相點溫度273.16K（0.01℃）；

（3）太陽表面溫度5500K；

（4）太陽核心溫度1500萬K；

（5）氫彈爆炸中心的瞬間溫度可達2億K；

（6）剛形成的中子星表面溫度可達60億K；

（7）超超星星爆炸的核心溫度可達100億K；

（8）目前人類製造的大型對撞機，可以產生10萬億K的瞬間溫度。

（9）宇宙大爆炸初的最高溫度為1.4億億億億K。

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艾伯史密斯

我看很多人認為宇宙最高溫度是普朗克溫度，為1.4億億億億℃，然而宇宙大爆炸前的奇點溫度比普朗克溫度高了n倍，它的溫度可以有無限高，不過奇點內的世界不是人類的認知範圍之內了。

理論上說，宇宙的最高溫度是宇宙大爆炸初期的普朗克時間5.4×10⁻⁴⁴秒時的溫度，約有1.4×10³²℃，就是1.4億億億億℃，這樣的溫度我是不敢想象。此時的奇點剛剛爆炸，聚集了所有的能量、熱量及勢能，粒子運動達到光速的上限，物體輻射出的電磁波達到普朗克長度，所以此時的溫度達到上限了。

奇點的無限溫度

不過依個人看法，奇點是個神奇的存在。這是奇點大爆炸後的粒子運動達到了最高速，而奇點大爆炸前是人類無法探知到的。

奇點溫度比普朗克溫度還高得多。

目前人類探測到的是雙中子星合併時的溫度，高達3500億℃。

宇宙最低溫——絕對零度

由於熱力學中的粒子運動能降到了量子力學中的最低值，也就是粒子處於靜止狀態，此時物質的溫度會降至最低，為0K，也就是-373.15℃。

我們學過物理後就知道物質的溫度，取決於內部的原子、分子等粒子的動能。由麥克斯韋-玻爾茲曼分佈，粒子運動越快，溫度越高。在理論上，如果粒子運動停止，變為靜止，溫度會低得不能再低，為絕對零度。不過根據熱力學第二定律，任何空間都存在熱量、能量，因此絕對零度只能無限接近，永遠不能達到。

找了好久終於找到這張粒子運動圖：

目前探測到的宇宙最低溫度是半人馬座上的布莫讓星雲，溫度只有1K，為-272.15℃。

弄潮科學

宇宙最高溫度是1.4億億億億度，為何最低溫卻只有-273度？

溫度是什麼概念？在日常生活中它就是一個冷熱的概念，在熱力學中它表示物質的微觀粒子運動劇烈程度，從量子場論的角度來理解，溫度和真空漲落有關，決定了虛粒子對產生的幾率......扯的太遠了，我們還是來討論熱力學中的概念吧，要不然今天扯不完！

溫度是系統平均動能的體現，我們以此為基礎，可以將話題展開討論了！

分子的熱運動

一、溫度為什麼會有一個上限？普朗克溫度是怎麼來的？

宏觀溫度的表現就微觀粒子運動的劇烈程度，本質上反映的是物質微觀粒子的平均動能，根據物質粒子的熱運動以及熱力學定律的總動能之間的等價關係，N個微觀粒子的總動能如下：

1/2Nmv^2 = 1/2NkT

將其轉換為開氏溫標

T=mv^2/k

其中m為質量，v為運動速度，k為玻爾茲曼常數

物體宏觀溫度等於微觀粒子質量與運動速度的平方再除以玻爾茲曼常數。我們知道了微觀粒子運動與宏觀溫度之間的關係之後，就可以計算物質的極限溫度了！但首先我們要確定這個公式中的幾個關鍵參數：

1、微觀粒子的質量上限是多少？

這裡我們必須引入一個普朗克質量的概念，這個意思是當粒子的康普頓波長等於其史瓦希半徑時的粒子質量，也就是一個微觀粒子在坍縮為黑洞前的半徑上限，簡單的理解就是理論上會坍縮為黑洞的最小質量！

當然目前發現的基本粒子質量都遠小於普朗克質量，所以各位不必擔心某個基本粒子突然坍縮為黑洞繼而影響整個世界。

2、微觀粒子運動速度上限是多少？

這還要問嗎？任何有靜止質量的物質都不可能達到光速，所以微觀粒子的運動速度上限就是光速。

這個理論溫度的上限就是當普朗克質量的基本粒子在以光速熱運動時，所表現出來的宏觀溫度，如上圖公式所示，將普朗克質量代入上述公式即可計算，各位有興趣的話不妨試試。

根據現代宇宙大爆炸理論，在宇宙誕生的第一個普朗克時間內（時間的最小單位，5× 10^-44秒），所達到的溫度，從暴漲開始後宇宙空間無限擴張，溫度會一直下降......

二、那麼溫度為什麼會有一個下限呢？下限溫度又是多少？

我們瞭解了溫度的由來是微觀粒子的運動所致，理論上來看它不運動不就是最低溫度了麼？當然這樣理解無比正確，我們將T=mv^2/k中的速度v=0代入公式，您可以準確無誤的計算出T將等於0K，開氏溫標換算成攝氏溫標，這個0K為-273.15℃，我們稱它為絕對零度。

上圖是微觀粒子運動與溫度之間的關係曲線，當速度無限趨向於0，那麼這個溫度將會無限趨向於-273.15℃，但很可惜這只是一個理論計算值，因為我們不可能達到這個溫度。

為什麼我們無法到達絕對零度？

很簡單因為基本粒子的運動不會靜止，根據海森堡不確定性原理，基本粒子的動量和位置是不可能同時確定的，而且兩者之積必須大於等於普朗克常數的1/2，從這一點來看，基本粒子都會有一個最小的動量，所以要達到絕對零度是不可能的。

請樂樂老師原諒，用了您的素材

從上文來看，規定宇宙中最高和最低溫度的不是佛祖，也不是上帝，而是基本粒子的運動。

那麼我們迄今為止能達到的極限最低溫度是多少呢？

2018年5月21日，NASA將搭載了冷原子雲實驗（CAL）的天鵝座飛船送入了太空，準備國際空間站展開到2020年結束的冷原子雲實驗，目標是製造有史以來最低的溫度，使用的原理就是使用激光多普勒製冷方式，使原子“停止運動”，當然原子不可能停止運動，但運動速度大幅減小，以達到變相冷凍原子的目的。

冷原子雲實驗達到了宇宙中最低的溫度：-273.1499999999 ℃，但距離絕對零度仍然有一步之遙！

如此極低溫能幹嘛？

物質第五態：玻色-愛因斯坦凝聚態將在如此低溫下誕生，這是聚集在一起形態猶如一個“宏原子”奇特狀態，與費米子凝聚態剛好相反（費米子凝聚態也聚集在一起，但每一個佔據的能態都不一樣）。因為玻色-愛因斯坦凝聚態能實現在兩團冷原子雲之間的糾纏，這可能是未來大規模量子計算機的基礎。

國際空間站的冷原子雲實驗將延續到2020年，未來會有什麼樣的科學發現，我們拭目以待。

關鍵字: 宇宙 零下 絕對零度