宇宙最高温度与最低温度（宇宙最高温可达1.4亿亿亿亿度）

近几十年，人类对于宇宙的探索活动愈加频繁，常常孤独仰望星空的“人类”极度渴望在其他星球上找到和自己类似的生命体，当然除了在寻找其他文明，我们也在积极地扩张“人类文明版图”，所以寻找宜居的“待选移民星球”也是我们探索宇宙时需要完成的重要任务。

我们在判定其他星球是否宜居时，常常按照以下三个标准，第一，是否含有液态水。第二，温度是否适宜，或者是否有大气能够做到良好的温控。第三，是否存在磁场帮助我们抵挡辐射。温度的高低则是液态水是否能形成的关键，太低的话就像冥王星那样变成了“冰冻死亡之星”，太高则像金星那样，雨尚未落地就已经被蒸发殆尽了。

多年来科学家对于宇宙温度的数值的推断，上限趋于不断提升的态势，目前认定的宇宙最高温度为1.4亿亿亿亿度，下限却一直固定在-273.15℃，这二者之间显著的差距不由使人感到疑惑，为什么宇宙的最低温只能是-273.15℃呢？这一数值又是如何得知的？最低温度的记录在未来会被打破吗？

带着这些疑问，我们一起走进宇宙“忽冷忽热”的进化史，来看看-273.15℃下的世界是什么模样的？万事万物在这之下会不会处于“绝对静止”？

普通人感知和定义温度的方式比较简单粗暴，我们时常只用冷和热来定义温度，至于用什么感知？当然是用自己的身体实测了，比如让你冬天穿着短袖出门，那你肯定是不愿意的，因为你的身体对冬天的“寒冷温度”有着清楚的认知，这种认知牢牢地刻在了你的脑海中。

其实温度本身是一种物理量，现在的物理学家认为温度的详解应该是“物质热运动的物理量”，这种说法告诉我们温度是依赖物质存在的，假如没有物质那么温度也就没有意义了，可见在宇宙大爆炸产生物质之前，宇宙当中不仅没有时间、空间，也没有温度，温度其实和它们二者类似，都是宇宙中的一个尺度。

温度的测量只能通过物体的某些变化特征来判定，这种测量方式是间接测量，而度量温度的标尺叫做温标，温标有许多个等级，比如有开尔文单位、华氏温标、摄氏温标、列氏温标等等。开尔文单位最为特殊，因为它以绝对零度作为起始温度，这一温度常使用符号K表示。

开尔文温度和人们习惯使用的摄氏温度相差一个常数273.15，即= 273.15（是摄氏温度的符号）。

我们在日常生活中经常使用到的温标则是摄氏度，这一温标将标准大气压之下的冰水混合物作为起始温度，也就是0度，需要注意这里对于0度的定义已经发生了变化，完全不同于开尔文单位。华氏温度则是美国和一些欧洲国家常用的温标，它的表示符号为℉。

对于温度的测量方法也有很多种，比较常见的就是接触式测温法，这种方法通常会使用测温设备与待测对象直接接触。像我们在发烧时使用的传统温度计就是利用了这种方法，不过这种方法常常会因为接触不良而使得测量结果出现误差，这可能就是为什么医生嘱咐将温度计放在腋下时不能乱动的原因。除了这种方法之外，还有非接触式测温法，不过这种测量方法的误差更大。

对于宇宙何时诞生又是怎样诞生这一问题，一直以来都是科学界在孜孜不倦探索的，目前广受认可的就是“宇宙大爆炸起源论”，并且这一理论在多年以来也得到了许多的证据支持。因此在进行了多次推导和计算之后，科学家们认为宇宙最高温度为1.4亿亿亿亿度，它的出现时间是宇宙大爆炸的那一刻，这也是理论上宇宙的最高温度。

上文中我们在介绍温度的基本概念时有提到，温度从微观上来看实际上就是物体分子运动的剧烈程度。因此如果宇宙的诞生真的是起源于那场大爆炸，那么在爆炸起始物质运动的频率一定是“无限大”的，而温度与物质运动的频率呈正比，所以说宇宙的最高温是诞生之始的温度并无差错。

宇宙大爆炸之初的温度虽然达到了1.4亿亿亿亿度，但是在这之后温度就开始下降，比如在大爆炸发生的10-32秒后，温度就降到了1亿亿亿度。科学家指出，在宇宙爆炸的早期，由于温度实在是太高了，电子是无法和原子核结合成为原子的，无数的电子在宇宙当中游荡，成为了等离子体。这是热气腾腾的宇宙，就像是装满混沌物体的一口大锅。

等到宇宙诞生了38万年以后，温度渐渐降到了6000℃，不少人会发现这时宇宙的温度已经和太阳表面的温度十分相似了，因此原子的形成终于可以顺利进行了，宇宙也从一锅“混沌的粥”变得清明起来了。

原子不受电磁辐射的干扰，聚集起来形成气体云团，并在自身引力的作用下开始坍缩，形成第一批恒星和星系。

值得一提的是宇宙从极限高温降下之后，又开始了升温，因为根据红移现象我们可以知道宇宙现在仍旧处在膨胀当中，而这种因为宇宙结构的引力坍缩形成的加热，在日后会不断持续下去。

宇宙的最高温度是1.4亿亿亿亿度，最低温却只有-273.15℃，上限和下限的差距如此巨大，其实完全是因为温度本身就与物质分子运动的速度有关。像宇宙大爆炸初期，所有物质都处在快速运动当中，因此摩擦力就强，产生的热量多，温度自然就高。但是最低温，就要求物质的运动趋于静止状态，或者说是物质运动速度最小的时候，这时测得的温度为-273.15℃，这一温度一直以来也被称为“绝对零度”。

虽然我们根据物质趋近停止运动的状态推导出了最低温的数值，但是目前我们在宇宙当中发现的最低温度实际上达不到-273.15℃，宇宙当中最冷的地方是布莫让星云，也叫作回力棒星云或者领结星云，距离地球大约5000光年，它的温度是-272℃。

那么人们是如何发现这个绝对零度值存在的呢？实际上也经历了漫长的论证过程，在16世纪时，法国物理学家阿蒙通过发现温度和气压之间的密切联系，推导出温度下降限度在-246℃左右。

到了1787年，法国物理学家查理根据气体体积、气压和温度三者的关系，总结出了一个定律，这就是后来十分出名的查理定律。

查理定律：一定质量的气体，压力不变，温度每降低1℃，气体体积的缩小为其在0℃时体积的1/273。照此推算下去就得到了一个结果，宇宙最低温度为-273.15℃。

由此可知，绝对零度这一概念与物质本身是相关的，如果温度达到了-273.15℃，那么物质的体积也消失了，没有物质的存在温度也不会再存在了，因此大家应该可以理解为什么最低温只能无限趋近-273.15℃，而永远不可能达到。

我们换一种通俗的方法解释，以大家家里的冰箱为例，在冰箱的内壁一般有不断在循环的制冷剂，那么如果想让冰箱变为绝对零度，就要让制冷剂的温度比绝对零度还低。绝对零度时分子已经完全停止运动，怎么可能有方法使得分子运动速度比静止时还要慢呢？这无疑是不可能实现的，因此绝对零度值尚且只存在概念当中。

不得不说，虽然我们的实验无法到达绝对零度，但是超低温现象却能够帮助到我们很多。在温度很低时，一些物质都会表现出不同的现象，根据这一特性，将“超低温”广泛地运用于航天、农业、医学等领域，可以得到意想不到的惊喜，许多新兴成果都可以造福人类。

那么我们首先来看看超低温现象下的一些“奇观”，当温度达到零下190℃时，我们的空气会变成浅蓝色的液体。没错，我们觉得看不到摸不着的东西在超低温下会变成液态的。而金属在超低温下不是冻成了固体，就是变成了粉末。还会出现所谓的“超导现象”。

超导现象指的是这一金属在这时的电阻变成了0，电阻为0代表着电流可以毫无阻碍地通过该物体产生超强磁场。

如果我们可以利用超低温制作出“超导体”，那么电力耗损将一步减少，发电效率将会大幅度提高。所以在能源利用领域，超导输电、超导储能和超导电机都是备受热捧的对象。此外磁悬浮列车、核磁共振成像、超导反潜、电磁推进等技术，都有超低温技术的功劳。

此外科学家还发现超低温现象下会出现“超流体现象”，这一流体的特点是完全缺乏粘性，因此将其放置在环形容器中，会出现永不止境的循环运动，不过超流体形成的温度条件更为苛刻，比超导体还要低一些。液态氢-4在冷却达到2K以下之后，可以呈现出超流体现象。

宇宙的高温和低温显然都是我们人类无法忍受的，毕竟我们的躯体非常脆弱，暴露在极冷或者极热的环境下，可能仅需十几秒就能完全死亡。不过还是有一些挑战过人体极限温度的人存在的。

科学家发现人体在干燥的71℃高温环境中，可以坚持一个小时。到了104℃时还能坚持26分钟，这一结果还是挺让人震惊的，毕竟在我们认知中，可能超过了60℃，就已经不省人事了。所以，我们的身体还是确实能起到散热的效果，如果超过散热极限就会死亡。

不过对于低温的耐受性就没有这么强了，当温度过低，我们的人体核心温度低于35℃时，就会产生失温症状。这一症状下的人会出现精神错乱，在迷乱中反而将衣服脱掉。可见有时候人体能忍受的低温，相较于高温而言还是很有限的。

通过本文我们知道了，温度的高低与物质运动的快慢有关，宇宙中的高温和低温之所以差距如此大，是因为物质运动的最慢速度只能是趋于静止，无法实现，更别说想要比静止还慢了。

不过温度作为一种刻度，也只是宇宙多种尺度中的一个，尚有不确定性，很难说随着我们对“物质”微观世界了解得更多以后，再加上宇宙宏观世界的发现，会不会探索到新的“极限”。