宇宙最低溫僅-273.15度，最高卻有1.4億億億億度，差距為何如此大

在我們的直覺里，溫度似乎可以無限低、也能無限高，就像一條只有零點、沒有盡頭的數(shù)軸。但在現(xiàn)實世界中，物質(zhì)的溫度實際上存在極限，不可能無限大，也不可能無限小，已經(jīng)被宇宙底層物理規(guī)則鎖死了！

根據(jù)現(xiàn)有理論，宇宙存在一個被稱之為“絕對零度”的溫度下限，即零下273.15攝氏度；同時還存在一個被稱之為“普朗克溫度”的上限，1.4億億億億攝氏度。并且這兩個極限在現(xiàn)實世界中都是不可達的，是僅存在于物理理論中的極限溫度。

要想弄明白為何會存在這一溫度限制？為何對于人類的體驗來說，宇宙中的最高溫與最低溫數(shù)值相差如此之大，大到遠超人類的想象？就必須要先弄明白溫度的本質(zhì)。

事實上，溫度這一概念是人類為了理解冷和熱的具體差異所人為定義的，本質(zhì)上描述的是微觀粒子熱運動的劇烈程度，其高低取決于粒子的平均動能。正是這種定義，導(dǎo)致在某些粒子密度極低的環(huán)境下，溫度明明高達幾十上百萬攝氏度，可實際體驗卻并不是太熱。

知道了溫度的本質(zhì)，那么溫度的極限是怎么來的，也便清晰了！

如果物質(zhì)的所有粒子熱運動完全停止，不再有任何振動、轉(zhuǎn)動、平動，那溫度就跌到了盡頭，這就是絕對零度的來源。在熱力學(xué)溫標中，這一最低溫度被定義為0開爾文，對應(yīng)攝氏溫標下的零下273.15攝氏度。

不過，因客觀世界中不存在絕對靜止、只存在相對靜止，并且根據(jù)量子力學(xué)，即便到了絕對零度，粒子也無法完全靜止，仍存在一個最低能態(tài)，所以絕對零度只存在于理論中，物體的溫度只能無限接近而永遠不可能達到這一最低溫。這一宇宙中的根本規(guī)則被稱之為絕對零度定律，即熱力學(xué)第三定律，人類是無法打破的。

宇宙存在一個最高溫，也是類似的道理。溫度的高低取決于粒子的平均動能。根據(jù)物理理論，粒子的能量越高、波長越短，若波長短至普朗克長度（1.616×10^-35米），那么屆時其能量密度就足以導(dǎo)致時空結(jié)構(gòu)崩潰，而這一極限所對應(yīng)的溫度便是普朗克溫度，它是現(xiàn)有物理框架下所能夠描述的宇宙最高溫，數(shù)值大約是1.4億億億億攝氏度（1.417×10^32開爾文）。部分科普內(nèi)容中稱“因為粒子運動速度的上限為光速，所以有最高溫”，其實這并不準確，因為粒子只要速度無限接近光速，動能便能無限大，并不會被光速直接限制。

科學(xué)家認為，這一溫度上限只出現(xiàn)過一次，那便是宇宙大爆炸的第一個瞬間。那一瞬間雖然僅有約一個普朗克時間（5.391×10^-44秒），但卻是宇宙最熾熱的時刻，之后隨著膨脹，溫度才一路下跌。

如果普朗克溫度代表了宇宙的開端，那么絕對零度或許就代表了宇宙的終結(jié)！根據(jù)現(xiàn)在的宇宙演化理論，如果宇宙一直膨脹下去、能量不斷被稀釋，當(dāng)宇宙中所有恒星熄滅、黑洞蒸發(fā)殆盡，屆時整個宇宙的溫度便會無限趨近于絕對零度，變成一片死寂。這一命運被稱之為宇宙的熱寂。

溫度的上限和下限的具體數(shù)值是多少，在攝氏溫標、熱力學(xué)溫標、華氏溫標等不同溫標下是不同的，取決于以什么作為零點和具體刻度劃分。宇宙最高溫和最低溫在數(shù)值上差距如此巨大，與人類對溫標中零點的定義有關(guān)，但這卻并不是根本原因。

根本原因在于目前宇宙中大部分區(qū)域的溫度都接近于絕對零度，并且能量總是自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移至低溫物體，物體總是趨近處于低能狀態(tài)，這使得現(xiàn)實世界中的物體的溫度更趨近于絕對零度，而不是普朗克溫度。因此，人類基于體驗和使用需求所設(shè)定的溫標零點也位于絕對零度附近或者直接采用絕對零度作為溫標零點，這才使得宇宙最高溫的數(shù)值大到遠超人類的想象。