解读宇宙中的最高温和最低温，为何无法突破温度的限制？

从宏观的视角审视，温度是刻画一个物体冷暖状况的物理参数，而倘若我们深入微观世界，温度则是衡量微观粒子剧烈运动的尺度，这些不规则的分子热运动，也是所谓布朗运动的实质所在。

当分子的热运动如火如荼地加剧时，由动能转化而来的热能也随之增多，进而促使物体温度的上升；相反，分子运动放缓时，产热减少，温度自然而然地降低。显然，世间万物皆由分子组成，而温度的高低也与这些分子的运动紧密相连。

据科学家们详尽分析，太阳的表面温度高达6000摄氏度，而地球上熔点最高的物质为铪合金，在标准大气压下熔点达到4200℃，这些数据虽然巨大，但在宇宙最高温度面前显得微不足道。

宇宙的极致高温

已知的最高温度高达1.42亿亿亿亿度，即宇宙大爆炸瞬间所达到的温度，这被称为普朗克温度，也是量子力学所界定的温度上限——绝对热度。

宇宙大爆炸理论是目前最广为接受的宇宙起源理论，得到了诸如星体红移和宇宙微波背景辐射等多项天文观测的证实。根据这一理论，宇宙源自138亿年前一次巨大的爆炸，最初只是一团能量奇点。

一般理论认为，这个奇点不具备空间，宇宙的半径接近零，但它被认为是宇宙中所有物质和能量的汇聚点，有着无穷大的密度、热量、温度、压力，时空曲率也趋于无穷，仿佛是一个体积极小的“点”。在奇点爆炸的刹那，所有的物质和能量得以释放，而宇宙最高温也应运而生。

普朗克温度的“衡量”

普朗克温度，也被称为普朗克热点，以德国物理学家马克斯·普朗克的名字命名，用以表示温度单位，记作TP，同时它也是量子力学中一个普朗克单位的基础极限。

普朗克温度实际上是科学家们提出的理论温度，数值为T=1.4116833(85) × 10的32次方K，是目前宇宙温度的上限，代表了宇宙大爆炸瞬间的温度（第一单位普朗克时间）。

温度在微观上是粒子运动激烈程度的体现，因此可将温度与粒子运动关联起来——T=mv平方除以k，其中m为粒子的质量，v为速度，k为玻尔兹曼常数。

为计算普朗克温度，需将各项最大值代入，即粒子速度的最大值。目前，宇宙中速度最快的是光速，因此将光速c代入上述公式，可以得出包含普朗克质量（mp）、普朗克常数（h）、真空中的光速（c）、玻尔兹曼常数（k）以及万有引力常数（G）的式子，进而推算出普朗克温度。

需要注意的是，普朗克温度仅在宇宙大爆炸瞬间出现，是通过各项最大参数推导而来的理论值，并非实际测量。正如有最高温度，宇宙亦应有最低温度。

爱因斯坦的相对论表明，光速是宇宙的极限，万物只能无限接近而非超越。类似地，物理学中还有一个概念，即绝对零度，只能无限接近而不可达到。

绝对零度的理念

绝对零度是热力学中的最低温度，属于理论最低温度。

在热力学中，温度单位为开尔文（K），因此绝对零度的数值为0K，相当于-273.15摄氏度。

绝对零度根据理想气体状态方程推导得出，是理想气体分子停止运动时的温度。绝对零度的小数点位数是其定义所决定的，1 K 被定义为绝对零度和纯水三相点温差的273.16分之一，由于水的三相点温度为0.01℃，因此0 K 对应-273.15℃。

绝对零度的推算

根据查理定律，对任意理想气体而言，在体积保持恒定的情况下，压强与温度之比为常数，即C=P/T。

通过多次测量压强和温度，绘制出直线方程，进而推算出绝对零度的数值，结果为-273.15摄氏度。

通过此方法可知，当物体温度降至-273.15摄氏度时，气体体积将缩至零，在微观层面上，这代表理想气体分子停止运动（在理想状态下），因此绝对零度是在理想条件下的理论数值。

当前宇宙最低温

科学家们发现布莫让星云的温度仅为-272摄氏度，仅比绝对零度高1.15℃，是已知宇宙中最寒冷的地区，因此有“宇宙冰盒子”之称。

为了创造更低的温度，人类制造了液氦，科学家通过液氦蒸发方法创造出-273℃左右的低温，距离绝对零度仅差0.1℃左右，但这微小的差距却是难以逾越的。

最低温度极限，即绝对零度，-273.15摄氏度，这是无法达到的极限，除非原子彻底静止，毫无运动。

之前我们提到，温度高低取决于物质分子运动的激烈程度。换句话说，当分子运动停止时，物体温度也就达到极限，也就是绝对零度。但要实现真正的绝对零度，不仅原子运动须停止，原子内部的所有组件也须静止，电子停止绕核运动，原子核中的中子质子停止相互作用，内力、夸克等亦需全部静止。

然而，根据量子力学，这是不可能的，因为我们空间中的能量交换是持续不断的，而绝对零度只是一种理想状态，因此只能无限接近，无法真正实现。

低于绝对零度和高于普朗克温度的情况在当前科学体系内并无讨论价值，在现实生活中也不可能出现。