宇宙最高温度是1.4亿亿亿亿度，为何最低温却只有-273度？
宇宙最高温度是1.4亿亿亿亿度，为何最低温却只有-273度？
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理论上，温度并不存在上限，温度能够达到任意高的程度，可以远超1.4亿亿亿亿度。但温度存在一个理论下限，大约为-273.15摄氏度。那么，为什么温度没有上限？为什么宇宙中出现过的最高温度是1.4亿亿亿亿度？为什么温度又会有下限呢？
事实上，所有这些问题与温度的产生机制有关系。无论什么物体，从微观角度来看，它们都由原子、分子或者离子组成。根据相对论和量子力学，构成物体的各种粒子不是绝对静止的。因为相对论表明，宇宙中的参照系都是平权的，没有绝对静止的参照系。而且不确定性原理也禁止出现绝对静止的情况，一旦粒子绝对静止，它们的不确定性消失，其位置和动量会被完全确定下来。
因此，粒子必然会做永不静止的热运动。粒子热运动会让宏观物体产生热量，为了衡量这种冷热程度，就需要温度这个参数。粒子热运动的剧烈程度越大，平均动能越大，宏观物体的温度就越高。
理论上，当粒子热运动完全停歇时，温度将会达到最低的绝对零度。根据实验的测量，可以计算出最低温度约为-273.15摄氏度。在热力学中，最低温度被定义为0开氏度。
另一方面，虽然狭义相对论禁止有质量粒子的运动速度达到光速，但这并不意味着它们的动能不会无限增加。根据狭义相对论，随着粒子的运动速度无限趋于光速，它们的动能也会趋于无穷大，所以温度也会随之趋于无限高。
但在宇宙中，温度从来没有达到过无限高。根据标准宇宙模型，宇宙的最高温度出现在138亿年前宇宙创生的最初时刻，这个温度是普朗克温度，其大小约为1.4×10^32度，即1.4亿亿亿亿度。
在普朗克温度下，宇宙中已知的一切物质、原子和基本粒子都无法存在，已知的四种基本力将会统一在一起。在现有的理论中，人类所能理解和描述的最高温度是普朗克温度。如果想要知道比普朗克温度更高的温度是怎样的，需要量子引力理论。但迄今为止，广义相对论还未能完成量子化，它尚未与量子力学相统一。
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宇宙中理论最高温度是普朗克温度，指得是宇宙大爆炸开始后的第一个普朗克时间内宇宙的温度，在这个时间段内宇宙的尺寸几乎为零，聚集着宇宙中的总质能，压力和热量几乎都是无限大的，因此这一时间段温度最高可以达到1.42×10^32K（开尔文），也就是1.4亿亿亿亿开尔文
而宇宙中的最低温度指得是绝对零度，实际上是热力学上的最低温度为-273.15℃。从热力学的角度来考虑，一个物体外在体现出温度，那么微观角度上来看与原子、分子的平均动能有关，根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布平均动能越高，物质温度就越高。
如果物质微观原子、分子的平均动能有一个最低限制，表现出的温度就是绝对零度。理论上来讲当微观粒子彻底静止的时候温度最低，但是根据量子力学这种情况并不存在。这是理论上的最低温度，现实生活中发现的最低温度是回力棒星云，在半人马座方向距离地球5000光年。温度为-272.15°C，只比绝对零度高个一摄氏度左右。
宇宙中既有最高温度，也有最低温度，这些都有理论上的支持，目前的实际观测发现也是如此，尤其是最低温度打破不了绝对零度。而最高温度是否为1.4亿亿亿亿度，目前就无法确定了，但只能说目前没有发现而已。地球内部的温度可以达到6000开，一般恒星内部温度可以达到十几万开，而超大质量恒星内部温度可以达到数十亿开，但是这些高温与普朗克温度还是差的很远。
再有的是最低温度和最高温度差别很大，主要是与人类设置的“零度”有关，才会体现出最低温度是零下几百摄氏度，而最高温度是零上1.4亿亿亿亿摄氏度。
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温度一直以来是我们感知环境的重要指标之一，在物理学中，温度的上限能高达1.4亿亿亿亿度，甚至更高，而下限却为-273.15℃
，那么为什么在数量级上，温度的上限与下限相差如此之大？
这个问题的答案要从温度的产生机制中寻找
。
从微观层面上来说，任何物体都是由原子和分子组成，当物质内的分子运动速度越快，温度会越高，分子的运动速度越慢，温度会越低。
量子力学认为，构成宇宙万物的各种微观粒子都拥有不确定性，其位置和动量永远处于变化之中永不停歇。微观粒子不断运动产生的热量使得它们构成的宏观物体也拥有了热量，而“温度”就是表达宏观物体所用的单位。
在标准宇宙模型里，
138亿年前宇宙大爆炸那一刻产生的1.4*10的32次方℃是宇宙最高温度，物理学中被称为“普朗克温度”，
在该温度下一切熟知的基本粒子以及四大基本作用力都还处于统一状态。
而相比普朗克温度的“有迹可循”，温度的下限-273.15℃却是人类永远无法触及的“”，因为微观世界的不确定性和空间中每时每刻都在发生量子涨落让“绝对静止”成为了不可能。根据热力学第三定律，“绝对零度永远无法达到，只能无限接近，任何空间必然存在能量与热量，也就是真空不空。因此，绝对零度终究是一个遥不可及的梦。。
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大多数人都熟悉绝对零度，它是零下273.15摄氏度，根据我们所知的物理定律，这是有史以来可能达到的最低温度。
这是因为当每一缕热能都被吸走时，这是一个实体所能达到的最冷温度。物理学家承认，他们永远无法达到可想象的最冷温度，也就是绝对零度，很久以前的温度被计算为零下273.15摄氏度。对物理学家来说，温度是原子运动速度的量度，是它们能量的反映——绝对零度是指绝对没有热能可以从物质中提取出来的点。
即使是宇宙中已知最冷的物体不像绝对零度那么冷。
但是绝对热呢？根据传统物理学，这是物质能达到的最高温度，据测量精确到1，420，000，000，000，000，000，000，000，000，000，000，000，000摄氏度。
这当然很荒谬。我们所知道的唯一接近绝对高温的是宇宙大爆炸时的温度。
人类在最高温度的最大成就:5，500，000，000，000摄氏度，科学家通过在瑞士的大型强子对撞机中使铅离子相互碰撞而得以实现。
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不要太纠结于温度的高低，而应该纠结于“温度为何会有上限和下限？”因为温度本身就是人为定义的，冰和水的混合物的问题就是0摄氏度（标准大气压），水沸腾的问题就是100度，这是人为定义的！如果当初定义冰水混合物的温度不是0摄氏度而是一亿亿亿亿度，也未尝不可，那么最高温度就不会如此高了（数值不会很高），而最低温度的数值会看起来很高！
只不过如此定义下对于我们的生活将带来很多麻烦，毕竟我们日常生活中体验的温度基本都在0度上下，没有必要自己给自己增添麻烦，科学和生活都需要简单！
所以问题重点不是温度好低，而是温度为何有限制，为何有上限和下限？
这个下限就是绝对零度，我们都了解这点！为何会有下限呢？不能比绝对零度-273度更低吗？
理论和实际上都是行不通的，因为温度的本质其实就是微观粒子的运动快慢，纯思想实验下，如果微观粒子停止运动了，就能达到绝对零度，但问题就在于微观粒子不可能停止运动，因为不确定性原理决定也这一切，微观粒子的位置永远是不确定的！
而温度不到有下限，也有一个上限，上限就是普朗克问题，那是宇宙大爆炸发生一个普朗克时间之后的宇宙问题，大约为1.4×10^32度，非常高的温度，是最高温度的理论上限值！
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温度是物体中粒子运动的物理量，它取决于物体原子、分子等粒子的动能。
以人的感觉来衡量温度，则是物体的冷热程度，我们人类是恒温动物，人体的温度大约是37摄氏度，感觉最舒适的温度是23摄氏度，一个大气压下水沸腾的温度是100摄氏度，水结冰的温度则是0摄氏度。
那么宇宙中的高温和低温分别是多少呢？这就不是我们的感觉能够衡量的了。理论上的最低温度为零下273.15摄氏度，也就是0开氏度，在此温度下，物体分子没有动能和势能，动势能为0，故此时物体内能为0，所以达到如此之低的温度，被称为绝对零度，理论上讲它是物质所能达到的最低温度，但是现实中不可能达到如此之低的温度，顶多是无限接近这个温度。
但高温的温度就几乎没有限制，太阳表面的温度大约为5600摄氏度，但是有的恒星的表面温度可达10万摄氏度，而太阳内部的温度则可以高达1500万摄氏度，有的恒星的内部温度，也可以高达数10亿摄氏度，发生超新星爆发的时候，恒星的内部温度可以达到1500亿摄氏度，中子星碰撞则可以产生3000亿摄氏度的高温，但是黑洞吸积盘的温度则更高。
除了黑洞中未知的温度，如今的宇宙中不会自然产生比黑洞吸积盘更高的温度了，然而如今人类科技却可以创造出更高的温度，欧洲强子对撞机可以撞击出10万亿摄氏度的高温，模拟出宇宙诞生短时间中的宇宙环境，科学家们可以从中观察到平时根本看不到的一些基本粒子。
那么宇宙中可达到的最高的温度是多少呢？我们所在的宇宙曾经达到的最高温度被认为是宇宙大爆炸第1个普朗克时间的温度，这个温度被认为高达1.4亿亿亿亿摄氏度，这个温度值也被叫做普朗克温度，为什么该温度会这么高呢？是因为那个时候的宇宙还只是一个奇点，这个极小的奇点被认为集合了宇宙中所有的物质和能量，其中的物质热运动当然会出奇的高。
那么还会有比这个温度更高的温度存在吗？理论上讲我们的宇宙中是不会自然出现再比这个温度更高的温度了。
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从宇宙大爆炸的层面来看，宇宙的起源和演变是质点发生了大爆炸，炸开了宇宙这个巨大的时空。大爆炸引起高温，因此宇宙温度就存在了，而且温度和时间、空间一直在变化。
宇宙最高温度1.4亿亿亿亿度，也被称为普朗克温度
。
宇宙诞生138.2亿年来，普朗克温度只出现过一次，那是在宇宙大爆炸后一个普朗克时间后，那时候整个宇宙只是一团温度极高能量，任何物质和物理定律都还没有诞生。
宇宙最低温度也被称为绝对零度，准确值是-273.15摄氏度，但绝对零度只存在于理论上。
现实世界中由于量子力学的存在，物质的最小结构永远无法实现绝对静止，因此绝对零度是永远无法达到的。目前科学家们生成的最低温度仅仅比绝对零度高0.5纳开尔文，但真正的绝对零度就像真空光速一样无法被达到更无法被突破。
为什么宇宙的高温和最低温度相差这么大？
众所周知，世间万物都是由原子和分子组成，我们可以将它们称为粒子。当粒子的动能越大，物质的温度也就越高，粒子之间的动能可以不断加速，没有上限的值。当温度要降下来时，粒子正好相反，需要做到动能为零。因此，分子原子往下，只能无限逼近于零下273.15度这个值，分子原子往上却能不断接近最高温度为1.4亿亿亿亿度。
有的人可能会说：宇宙真空中也有分子原子吗？答案是：宇宙中不存在绝对的真空。任何空间都有物质粒子存在，所以温度的变化是往上升的空间远比往下降的空间要广阔无数倍。
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宇宙并不存在最高温度的说法
按照目前的主流理论，宇宙起源于奇点的大爆炸。而奇点具备以下三个特点：
密度无限大；
空间曲率无限大；
温度无限高
。
也就是说，
宇宙并不存在温度的上限
。
随着宇宙大爆炸之后，空间发生膨胀，随着膨胀进行宇宙的整体温度是在逐渐下降的。宇宙大爆炸的余热，我们叫做宇宙微波背景辐射，如今还在宇宙中传播，他们作为背景辐射，目前还保持着2.7K的温度，用我们现在的探测器可以很好地获得宇宙微波背景辐射的信息。
我们也很容易发现，2.7K其实已经很接近绝对零度的，绝对零度在开氏温标下是0K，换算一下我们常用的温标，也就是-273.15℃。
最低温度是咋来的？
既然没有最高温度，那为什么会有最低温度呢？
研究“热运动”的是热力学，而热力学也有几大定律，其中热力学第三定律是这么说的：
不可能通过有限过程，系统冷却到绝对零度。
其实就是在说绝对零度不能达到的，所以宇宙中的最低温度应该就是绝对零度。
可能你要问这到底凭啥呀？其实这背后有坚实的理论和实验作为支持。
在经典物理学当中，温度说白了就是热，本质上是分子的热运动的剧烈程度。也就是说，温度越高，总体上分子的运动得越剧烈，我们可以用分子的平均动能量来衡量，也就是说，温度越高，分子的平均动能越高。
换句话说，对应的最低温度就应该是分子的平均动能降到最低的时候，按照量子力学的不确定性原理，分子和原子虽然还不至于不动，但当温度降低极致时，它们应该是在原地振动的，这时对应的温度就是绝对零度。
不过，绝对零度不可能达到，它只存在理论当中。这是因为，我们对于物体进行降温，最常见的办法就是拿一个温度更低的来匀一匀，如果要用最常见的方式来给一个物体降到绝对零度，这就意味着我们得拿一个比绝对零度的温度还要低的东西来匀。
可问题是，绝对零度已经是理论上的最低温度了，如何再去找比这个还要低的温度的物质？因此，从最常见的方法来看，绝对零度是根本做不到的，这也是为什么会有热力学第三定律的原因。
很多人以为太空是绝对零度的，但并非如此，宇宙其实很空旷的，我们可以根据广义相对论和宇宙学原理推导出宇宙的密度，这个水平大概是一立方米还不到一个氢原子的水平。所以，外太空实际上并不能很好地体现出温度来，原因就是粒子数太少了。所以，太空并不是绝对零度，由于宇宙微波背景辐射的存在，我们甚至可以认为宇宙就是2.7K的。如果有宇航员在外太空遭遇了意外，比如宇航服破了，那宇宙并不是被冻死，而应该是由于气压太低，导致体液沸腾，肺泡破碎而死。
当然，要打破热力学第三定律也可以很粗暴，就是你真的弄出一个绝对零度的物质，那就打破了。这其实和打破相对论是一个道理，相对论的基础假设光速不变原理，推导出信息、物质、能量不能超光速，所以我们只要直到这三者超光速的情况就行。不过，100多年来，还没有人做到这一点。
同样的，挑战热力学第三定律的科学家也有很多，他们试图利用激光还把分子和原子的热运动都减缓下来，但是目前在实验室当中还没有人能做到真的把温度降到最低零度，只是都在无限接近而已。
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有没有最高温度呢？1.4亿亿亿亿度，这么高的温度，宇宙中有吗？
我们知道，热胀冷缩，水在100度就会沸腾，超过100度就会气化，铁在5000度就会溶化。我们理解了热胀冷缩原理，我们再来看超级高温存不存在。
在我们宇宙中，这个星球宇宙中，在所有物质都达到了一个温度极限的时候，就会膨胀，我们知道地球内部的岩浆，也就是几千度，超过这个温度岩浆就会气化，当然，地球就爆炸了。
银河系在引力作用下不断的收缩，收缩到一定程度，所有的星球就会溶化，当大部分星球溶化的时候，银河系中心的温度达到了气化岩浆的温度，银河系开始爆炸。也就是膨胀了。
向着四面八方圆形的膨胀，许多的碎片向着无限的深空奔去。
为什么会爆炸了？
热胀冷缩原理。
也就是银河系内部的引力已经小于银河系内部的热涨力，热涨力大于引力，银河系失去了平衡，而产生了爆炸。
天地造物从新开始。
有没有无限的高温呢？
没有无限的高温，因为，温度产生于物质，在物质运动到了极限运动之后，就会在物质内部产生极大的膨胀力，而崩裂所有的物质，解体于寒冷的太空中，而逐渐的冷却。
银河系有没有极高的无限的温度呢？
没有，只有有限的温度。
也就是物质运动的速度有一定的极限，而不会再高。
其它的宇宙有没有这个还不知道？
但是银河系这个星球宇宙中没有，因为有的话，银河系就不会是今天这个状态，漫天星云，而会缩小到无限的小。
无法控制的小。
没有极限的小，而不会膨胀。
在我们所及的宇宙里有极限的低温，有极限的高温。
这是造就银河系的根本。
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通俗点讲，这很好理解，物质的运动是永恒的不可静止的，会运动就会生更高的温度。138亿年时，宇宙产生过1·4亿亿亿亿度，再也没有产生更高温度。而物质没法永恒静止，物质（原子、分子）再若运动再无停止的分化就会温度越高。它曾测到-273度，就是最低温度了。这就是相对论，根据这一理论，就有造出来原子武器甚至更厉害武器。
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我们常常能听到“绝对零度”的概念，并且有些人认为这是宇宙中理论上的最低温度（实际上，并不是，下文我们会提到具体原因）。那么，宇宙到底存不存在最高温度呢？
我们可以先给出答案：宇宙是存在最高的温度的。具体咋回事呢？
我们今天就来聊一聊这个话题。
温度
温度是衡量物体冷热程度的物理量，也就是和热现象有关。要了解温度的本质，我们需要从微观视角来看。我们知道，宇宙中的万物都是由微观粒子构成的。著名的物理学家费曼曾经提出过一个想法，他在他的著作《费曼物理学讲义》中写到：如果发生了某种大灾难，所有的科学知识都丢失了，只有一句话可以传下一代人，那么怎么样才能用最少的词汇来传达出最多的信息呢？我认为这句话应该是
原子假设
。
这里的原子假设就是所有的物体都是由原子构成的。费曼这句话是很有道理的，微观世界确实决定了整个宇宙的性质。
温度其实就和微观粒子的运动有关。微观粒子在构成物质时，并非是整整齐齐一动不动的，相反，它们是一直在乱动，我们甚至很难精确地描述这种运动。
虽然我们无法描述一个个粒子，但是我们还有统计学的办法来得到粒子的平均动能。科学家发现，粒子的平均动能越大，说白了就是粒子整体运动得越欢快，这时温度就越高。反之就是，粒子的平均动能越大，粒子整体运动得不欢快，温度就越低。
通过上面的描述，我们自然而然地会想，如果这些粒子都完全不动，是不是对应的就是最低温度呢？
虽然这很符合直觉的，但这其实是错的。上世纪，量子力学的发展，让我们知道微观粒子是具有波粒二象性的。这个性质描述让我们知道，微观粒子的行为是和宏观完全不同的，
不是确定性的，而是概率性的
。因此，微观粒子不可能完全停在某个位置上。
因此，最低温度对应的是粒子平均动能最低时的温度，这时候粒子还会在一定范围内振动，只是幅度相对小。而这个温度就是绝对零度，零下273.15度。
但是这里要补充一句，
根据热力学第三定律，绝对零度是达不到的
。因此，
绝对零度并不是宇宙的最低温度
，宇宙中的温度再低都会高于绝对零度。
那宇宙的最高温度又是从哪里来的呢？
难道这个温度就对应的是粒子最高动能的状态？
宇宙的最高温度
宇宙的最高温度来自于宇宙大爆炸的初期。按照我们目前主流的宇宙学理论，宇宙应该是诞生于138亿年前的一次大爆炸。目前关于宇宙大爆炸的理论是基于标准宇宙模型而来的，相关的证据是哈勃观测到的星系红移、宇宙微波背景辐射、氦原子丰度。
这里补充一句，我们并不知道为什么发生大爆炸，更不知道大爆炸之前到底是什么。很多人以此来质疑标准宇宙模型。其实我们可思考一下，我们目前只是不知道，并不是说就不存在。这就好比，一个孤儿，他不知道他的父母是谁，那这会影响到他真实存在这件事吗？
其实并不会，我们现在所掌握的理论和证据就好比是证明了这个孤儿存在，只是我们没有掌握到为什么会出现这个孤儿和他父母是谁而已。
说回到正文，我们其实还不知道一件事，这就是宇宙大爆炸之后普朗克时间内发生的事情，这个普朗克时间是5.4*10^-44秒。这是因为我们目前的物理学理论无法描述这么短时间间隔内的变化。或者说，我们目前的物理学理论认为这个时间尺度是时间变化的最小单位了。
普朗克时间之后，宇宙所对应的温度就是目前我们所知道的宇宙最高温度，
这个温度是1.4亿亿亿亿度
，也就是
1.4*10^32K。
这时候的宇宙内部存在着都是高能光子。
随后，宇宙剧烈地膨胀，宇宙的温度随着空间的膨胀，温度逐渐降低，在这个过程中，各种粒子逐渐形成，又相互湮灭，循环往复，每10亿对正反粒子湮灭，会留下一个正粒子。这也是为什么宇宙是正物质构成的原因。
在宇宙大爆炸后38万年内，宇宙就像一锅粒子粥，其中各种粒子挤在一起，由于光子参与到电磁相互作用，因此，也被约束在其中。宇宙大爆炸后38万年，温度降低3000K左右，这时候原子结构得以形成，光子得以在宇宙中传播，成为遍布全宇宙的背景辐射，也被我们称为
宇宙微波背景辐射
。
如今我们还能探测这些光子，说白了就是宇宙大爆炸的余热，温度是2.72K。也就是说，宇宙的温度从138亿年前的1.4亿亿亿亿度一直降到了现在只比绝对零度高2.72度。
总结
宇宙的最高温度是1.4亿亿亿亿度，它是宇宙大爆炸后5.4*10^-44秒所对应的温度，随后宇宙的温度随着空间的膨胀而逐渐下降，直到现在只有2.72度。而宇宙中最低温度才是未知的，但是我们知道它是无限接近于绝对零度，而无法到达绝对零度。
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