绝对零度是标准物理和自然界的最低温度。绝对零度在开尔文标度上为0 K,或-273.15℃。在物理学中,我们都知道物体中的分子在做不停的不规则热运动,温度表示这种热运动的强度。
随着温度的降低,分子的运动变慢。一旦达到0 K,就完全停止运动。在绝对零度时,一定没有运动——即使在亚原子水平。一切都冻结了,甚至时间。
那么,有绝对热量吗?
随着下面的分子运动越来越剧烈,温度会越来越高。
事实上,答案可能是肯定的,也可能是否定的,这取决于你在和哪种理论物理学家交谈。一些物理学家假设绝对热量实际上可能是负的。
负温度和无限温度
在一个奇怪的情况下,物理模型出现在数学上,最热的最高温度实际上是负零。
大部分理论模型都达不到负温度,因为增加能量会使其变热,从而增加其熵。然而,一些基于磁性的系统可能是这一规则的例外。这个系统可以保持最大能量,这意味着当它们接近最大能量时,它们的熵实际上开始减少。由于熵的减少和数学方程,温度变成负值。但是,温度为负的物质不会低于绝对零度;相反,它比无限温度还热。负温度是因为数学的优雅。
普朗克温度
一些物理学家认为最高温度是普朗克温度。他们认为这是物质理论中可能存在的最高温度。大约是1.41679× 10 ^32 K,大约是1000亿度。
因为温度越高,分子运动越快。当温度达到普朗克温度时,粒子运动速度超过光速,物理学完全失效。这时引力变得和其他三种基本力一样强大,它们会融合成一种一致的力。所以普朗克温度可能是温度的上限。
弦理论的温度上限
世界上最热温度的另一个竞争者来自弦理论物理学家,他们认为这个温度应该是10 ^30 K,比上面的竞争者稍冷。弦理论物理学家认为,世界上最根本的不是粒子,而是振荡的弦。他们有理由相信,可达到的最高温度只比普朗克温度略低。