如果光速是宇宙的速度上限,那么温度是否有上限?

如果光速是速度的极限,那么温度有极限吗?

我们知道,按照科学家的理论,光速是宇宙的极限,那么温度是否有极限呢?

根据科学家提出的猜想,绝对热(或普朗克温度)是一个温度概念,它假设物质存在一个最高可达到的温度。最高温度被认为是1.416833(85)x 10^32开尔文。相比之下,太阳的中心在1500万度K处形成气泡;硅可以在10亿K(10^9)的温度下通过熔合产生。而等离子体是指物质非常热以至于它的电子都被剥离了的状态。我们所说的“普朗克温度”是下一个水平,比等离子体热数百万倍。它是如此的热以至于质子和中子正在分裂成亚原子粒子。在大约10^32K以上(大约1亿到1亿度),粒子能量变得如此之大,以至于它们之间的引力会变得和其他基本力一样强大,根据目前的理论。对于物质在这些能量下的行为,还没有现成的科学理论。

如果光速是宇宙的速度上限,那么温度是否有上限?

在粒子物理学和物理宇宙学中,普朗克单位是一组专门用四个普遍物理常数定义的测量单位,当用这些单位表示时,这些物理常数的数值为1。

最初在1899年由德国物理学家马克斯·普朗克提出,这些单位是一个自然单位的系统,因为它们的定义来源仅来自自然属性,而不是来自任何人类构造。普朗克单位只是几种自然单位系统中的一种,但普朗克单位不是基于任何原型物体或粒子的性质(其选择本身就是任意的),而是基于自由空间的性质。它们与量子引力等统一理论的研究有关。

如果光速是宇宙的速度上限,那么温度是否有上限?

普朗克尺度是指空间、时间、能量和其他单位的数量,它们在数量上与相应的普朗克单位相似。该区域的特征是能量约为1019 GeV,时间间隔约为10的−43 次方秒,长度约为10−35 m(分别约为普朗克质量、普朗克时间和普朗克长度的能量当量)。在普朗克尺度下,标准模型、量子场论和广义相对论的预言将不适用,而引力的量子效应则有望占主导地位。最著名的例子是,大约138亿年前,宇宙大爆炸发生后10的−43 次方秒。

如果光速是宇宙的速度上限,那么温度是否有上限?

另一个绝对热的理论是基于哈格登温度,即粒子的热能超过强子-粒子-反粒子对的质量能。在哈格登温度下,由于只产生强子,在哈格多恩温度下,会产生更多和更重的粒子,从而阻止了有效的进一步加热。然而,如果物质发生相变,形成夸克-胶子等离子体,则可能进一步加热(带压力)。因此,这个温度更接近于沸点,对于强子,哈格登温度为2×10^12k,在LHC和RHIC实验中已经达到并超过了这个温度。然而,在弦理论中,可以定义一个单独的哈格多恩温度,其中弦同样提供额外的自由度。然而,它非常的高(10^30 K),任何电流或可预见的实验都无法达到它。


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页面更新:2024-02-03

标签:普朗克   夸克   宇宙   温度   等离子体   常数   次方   量子   光速   引力   粒子   上限   能量   物质   极限

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