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10亿摄氏度是多高的温度?

时间:2019-10-08 来源:爱旅行的懒兔
10亿摄氏度是多高的温度?

从微观上来讲,物体的温度是由组成粒子的热运动产生的,粒子的热运动剧烈程度越高,其平均动能越大,物体表现出的温度也就会更高。如果粒子的热运动停止,温度将会达到最低值——绝对零度,约为-273.15 ℃。但绝对零度只能在理论上达到,因为量子力学中的不确定性原理禁止粒子完全静止。另一方面,如果粒子的热运动足够剧烈,其温度将会达到10亿摄氏度。

10亿度是一个相当高的温度,我们在生活中不可能会接触到如此高的温度。地球上也没有什么材料可以承受这样的超高温,目前已知熔点最高的人造物质为五碳化四钽铪,但它的熔点还不到4300度。在宇宙中,10亿度不仅远超太阳表面的温度,而且还比只有上千万度的太阳核心温度高得多,也只有中子星核心的上千亿度温度能超过它。

10亿摄氏度是多高的温度?

尽管如此,人类在实验室中已经制造出了远超10亿度的温度。在相对论重离子对撞机中,物理学家让两束金离子束高速相撞,由此制造出了高达4万亿度的温度,并且产生了类似液体的夸克-胶子等离子体。而在大型强子对撞机中,氢原子核和其他原子核的高速碰撞甚至制造出了高达10万亿度的高温。

如前所述,人类制造出的材料不可能承受上亿度的高温,那么,为什么粒子加速器却能承受上万亿度的温度呢?

原因在于温度和热量是两种概念。粒子热运动越剧烈,温度越高,但这并不意味着热量也会越高。如果粒子密度很低,纵使其温度再高,其热量仍然会很低。

10亿摄氏度是多高的温度?

​以太阳的日冕为例,太阳的日冕温度超过100万度,但那里的粒子密度非常小,所以NASA的帕克太阳探测器能够安全飞入其中,该探测器的最高温度只会上升至大约1400度,而非一百多万度。同样的道理,尽管宇宙中发光发热的恒星很多,但宇宙的密度非常低,使得宇宙的平均温度只有-270.42 ℃。