解讀宇宙中的最高溫和最低溫，爲何無法突破溫度的限制？

從宏觀的視角審視，溫度是刻畫一個物體冷暖狀況的物理參數，而倘若我們深入微觀世界，溫度則是衡量微觀粒子劇烈運動的尺度，這些不規則的分子熱運動，也是所謂布朗運動的實質所在。

當分子的熱運動如火如荼地加劇時，由動能轉化而來的熱能也隨之增多，進而促使物體溫度的上升；相反，分子運動放緩時，產熱減少，溫度自然而然地降低。顯然，世間萬物皆由分子組成，而溫度的高低也與這些分子的運動緊密相連。

據科學家們詳盡分析，太陽的表面溫度高達6000攝氏度，而地球上熔點最高的物質爲鉿合金，在標準大氣壓下熔點達到4200℃，這些數據雖然巨大，但在宇宙最高溫度面前顯得微不足道。

宇宙的極致高溫

已知的最高溫度高達1.42億億億億度，即宇宙大爆炸瞬間所達到的溫度，這被稱爲普朗克溫度，也是量子力學所界定的溫度上限——絕對熱度。

宇宙大爆炸理論是目前最廣爲接受的宇宙起源理論，得到了諸如星體紅移和宇宙微波背景輻射等多項天文觀測的證實。根據這一理論，宇宙源自138億年前一次巨大的爆炸，最初只是一團能量奇點。

一般理論認爲，這個奇點不具備空間，宇宙的半徑接近零，但它被認爲是宇宙中所有物質和能量的匯聚點，有着無窮大的密度、熱量、溫度、壓力，時空曲率也趨於無窮，彷彿是一個體積極小的“點”。在奇點爆炸的剎那，所有的物質和能量得以釋放，而宇宙最高溫也應運而生。

普朗克溫度的“衡量”

普朗克溫度，也被稱爲普朗克熱點，以德國物理學家馬克斯·普朗克的名字命名，用以表示溫度單位，記作TP，同時它也是量子力學中一個普朗克單位的基礎極限。

普朗克溫度實際上是科學家們提出的理論溫度，數值爲T=1.4116833(85) × 10的32次方K，是目前宇宙溫度的上限，代表了宇宙大爆炸瞬間的溫度（第一單位普朗克時間）。

溫度在微觀上是粒子運動激烈程度的體現，因此可將溫度與粒子運動關聯起來——T=mv平方除以k，其中m爲粒子的質量，v爲速度，k爲玻爾茲曼常數。

爲計算普朗克溫度，需將各項最大值代入，即粒子速度的最大值。目前，宇宙中速度最快的是光速，因此將光速c代入上述公式，可以得出包含普朗克質量（mp）、普朗克常數（h）、真空中的光速（c）、玻爾茲曼常數（k）以及萬有引力常數（G）的式子，進而推算出普朗克溫度。

需要注意的是，普朗克溫度僅在宇宙大爆炸瞬間出現，是通過各項最大參數推導而來的理論值，並非實際測量。正如有最高溫度，宇宙亦應有最低溫度。

愛因斯坦的相對論表明，光速是宇宙的極限，萬物只能無限接近而非超越。類似地，物理學中還有一個概念，即絕對零度，只能無限接近而不可達到。

絕對零度的理念

絕對零度是熱力學中的最低溫度，屬於理論最低溫度。

在熱力學中，溫度單位爲開爾文（K），因此絕對零度的數值爲0K，相當於-273.15攝氏度。

絕對零度根據理想氣體狀態方程推導得出，是理想氣體分子停止運動時的溫度。絕對零度的小數點位數是其定義所決定的，1 K 被定義爲絕對零度和純水三相點溫差的273.16分之一，由於水的三相點溫度爲0.01℃，因此0 K 對應-273.15℃。

絕對零度的推算

根據查理定律，對任意理想氣體而言，在體積保持恆定的情況下，壓強與溫度之比爲常數，即C=P/T。

通過多次測量壓強和溫度，繪製出直線方程，進而推算出絕對零度的數值，結果爲-273.15攝氏度。

通過此方法可知，當物體溫度降至-273.15攝氏度時，氣體體積將縮至零，在微觀層面上，這代表理想氣體分子停止運動（在理想狀態下），因此絕對零度是在理想條件下的理論數值。

當前宇宙最低溫

科學家們發現布莫讓星雲的溫度僅爲-272攝氏度，僅比絕對零度高1.15℃，是已知宇宙中最寒冷的地區，因此有“宇宙冰盒子”之稱。

爲了創造更低的溫度，人類製造了液氦，科學家通過液氦蒸發方法創造出-273℃左右的低溫，距離絕對零度僅差0.1℃左右，但這微小的差距卻是難以逾越的。

最低溫度極限，即絕對零度，-273.15攝氏度，這是無法達到的極限，除非原子徹底靜止，毫無運動。

之前我們提到，溫度高低取決於物質分子運動的激烈程度。換句話說，當分子運動停止時，物體溫度也就達到極限，也就是絕對零度。但要實現真正的絕對零度，不僅原子運動須停止，原子內部的所有組件也須靜止，電子停止繞核運動，原子核中的中子質子停止相互作用，內力、夸克等亦需全部靜止。

然而，根據量子力學，這是不可能的，因爲我們空間中的能量交換是持續不斷的，而絕對零度只是一種理想狀態，因此只能無限接近，無法真正實現。

低於絕對零度和高於普朗克溫度的情況在當前科學體系內並無討論價值，在現實生活中也不可能出現。