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开尔文勋爵
1848年,开尔文勋爵发表了一篇名为《关于一种绝对温标》(On an Absolute Thermometric Scale),在论文中提到了“绝对的冷”的概念作为温标的零点(0K),也就是绝对零度,并使用摄氏度作为单位增量 。通过测算得到绝对零度等于-273摄氏度 。
1954年,第十届全国计量大会(CGPM)把这个值订为-273.15摄氏度,这个值就是宇宙中温度的下限值 。
有人可能会问了,为什么温度会有一个下限值,难道不可能更“冷”了吗?
这时候,我们再来了解一下温度的本质是什么?刚刚已经提到温度是表达物体冷热程度的物理量,现在我们从微观角度来看,温度是由物体分子热运动产生的,分子热运动越是剧烈,物体的温度就越高 。温度是物体分子间的平均动能的表现(注意是平均动能,而不是单个或多个分子,因为单个分子不存在温度)

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- 接着我们大胆猜测一下,当物体分子停止热运动会发生什么?
在这个温度下,粒子的动能和势能都降到了零,内能也为零,不与外界发生能量转化和,包括电子都停止了运动 。
- 显然,这个假设并不能实现,绝对零度只能无限接近,而无法达到 。

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还记得量子力学中的不确定性吗?就是说粒子的位置和动量是不可能被同时确定的,如果粒子停止运动的话,那么其位置和速度是一个确定的值了,这样就把量子力学给推翻了!
目前科学家为了一次又一次的接近绝对零度,进行了多次实验,达到的温度已经和绝对零度的差距非常小了 。其中比较著名的方法有以下:

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激光冷却法
这种方法最早是由斯坦福大学的T.W.汉森等人提出的一种设想,原理是使用多道激光将气体分子减速,从而降低分子的平均动能 。
当原子的量子态都凝聚成单一的量子态时,会呈现出玻色-爱因斯坦凝聚 。这个实验需要的低温是1.7×10^-7 K,1995年,埃里克·康奈尔和卡尔·威曼首次获得了玻色-爱因斯坦凝聚 。也就是说他们成功创造出了1.7×10^-7 K的低温环境 。

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而最新实验表明,人类所创造出的最低温已经达到了-273.149999999k 。
说完了温度的下限,我们再来看看,温度的上限 。可能在大家的印象中,几千摄氏度就算得上是高温了,比如太阳表面温度5770k以上 。这是什么概念呢?到目前为止,还没有任何物质能够承受这个温度 。

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而我国的第一个原子弹在爆炸中心温度就达到了5000万摄氏度,再来说一下氢弹的温度,据研究表明氢弹可能会超过一亿摄氏度!再高一点,人类使用大型强子对撞机使粒子相互碰撞创造出5万五千亿摄氏度的高温 。
以上所说的温度可能在我们看来已经算得上高温中的高温了,但是现在要来说一下宇宙最高温 。
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