4万亿摄氏度是什么概念，你对温度与热的理解可能有偏差

夏天的时候40摄氏度的高温就能够让我们热得不敢出门，4万亿摄氏度是什么概念我们可能根本想不出来。为了帮助大家理解，我们先要理解温度的概念。在宏观上，温度是一个表示冷热程度的物理量，在微观上温度则是用来形容粒子的运动剧烈程度。这意味着微观粒子的运动越剧烈，其宏观体现出的温度就越高。



所以我们可以这么说，温度是微观粒子运动的宏观体现。假如微观粒子完全停止运动，娜美就会达到理想状态的绝对零度，但是根据量子力学的测不准原理，我们知道绝对零度永远无法达到。人们通过实验测定出了理想气体的热膨胀率约为1/273.15，这意味着绝对零度用摄氏度表示就是-273.15摄氏度。



绝对零度虽然我们永远都做不到，但是我们知道它是多少，可是你知道温度的上限吗？你知道世界上最高的温度应该是多少吗？我们不知道，人类在实验室中已经突破了一个又一个高温，这让很多人产生了这样的错觉，温度是不存在上限的。在理论上，由于相对论的光速不变原理，在一定压力下，当粒子的运动速度接近光速时，能量将趋近于无穷大，这时的温度也是无穷大大，但是这真的是对的吗？



为了继续帮助大家理解，我们接下来列举一些生活中常见的温度：

室内，20-25摄氏度。

洗澡水，35-39摄氏度。

饭菜，45-60摄氏度。



这时都是我们平常的生活体验，也是我们最常接触到的温度，那我们平时接触不到的温度呢？太阳的表面温度约为6000摄氏度，日冕层就高达100万摄氏度，中心温度更是达到了惊人的数千万度，这个环境为核聚变的发生提供了必要的条件之一。



大家知道我们的氢弹需要上亿度的高温才能爆炸，比太阳核心又高了上十倍，这是因为我们的无法人工制造出太阳内部的巨大压力环境，只能在温度上下功夫。因此想要引爆氢弹很难，我们必须先制造出一颗原子弹来作为氢弹的引爆装置，原子弹爆炸时的中心温度就会引爆氢弹了。



这是上亿度的高温，已经很恐怖了，可是距离4万亿摄氏度还差好几万倍，好了那我们努力继续搞。于是人造太阳装置出现了，这个玩意是用来研究可控核聚变的，比如我国的EAST托卡马克装置，这里面的温度能够轻易地超过原子弹爆炸的中心。



在1994年的时候，美国的新泽西普林斯顿等离子物理实验室就利用这个托卡马克装置在进行核聚变实验创时造出了5.1亿摄氏度的高温。这比太阳的中心温度高了好几十倍，比原子弹爆炸中心高了好几倍，你以为这就到头了，远远没有，更高的温度等着我们。



人类还有高科技设备，那就是相对论重离子加速器，2010年的时候，美国纽约长岛的布鲁柯黑文国家实验室就利用这个设备创造出了4万亿度的高温，为此科研人员将两束金离子束各自加速到近光速后对撞，真的很不容易。不仅如此，在2012年的时候更是传出了创造出5.5万亿摄氏度的高温，这是迄今为止人类创造出来的极限高温。



这台仪器实在是太厉害，有的专家甚至警告这台对撞机能制造出迷你黑洞和奇异物质，或毁灭世界。是不是真的我们不知道，但是实验还是要继续做的。

4万亿的高温下物质是什么样子呢？这时候已经不能称之为物质了，就连分子，原子也不存在了，质子中子也没有了，科学家认为在这种温度下，存在的只能是一些由夸克和胶子组成的等离子体甚至流体了。那这些物质在哪里有呢？宇宙大爆炸开始的瞬间才有这些玩意。那你可能就要问了，这么高的温度，我们怎么测量，实验设备怎么没坏？



这个温度是间接计算出来的，根本不可能直接测量，至于实验设备为什么没有被高温损坏掉，这里就需要和大家解释下温度与热的区别了。举个例子，洗澡的时候，40度的水洗起来很舒服，但是50-60度泡澡就会感觉很烫，但是你去桑拿房汗蒸时温度开到80摄氏度你也受得了，这是为啥呢？这里我们就明显的高觉到乐有些地方明明温度很高但是却没那么热。



这里要知道，温度是粒子平均运动剧烈程度的体现，你只有两个粒子，平均动能真的很高，但是粒子的数量真的实在是太少了，这就是典型的温度高但是不热的情况，温度与热不是一回事，所以4万亿℃高温只是粒子平均动能极高的体现的概念，但是只有个位数的粒子。



其实宇宙目前出现过的最高温度发生在宇宙也大爆炸一个普朗克时间之后，这时的宇宙温度约为1.416833（85）×10^32K，科学家称之为一个普朗克温度。