宇宙最高温度及最低温度的解读
胡 良
深圳市宏源清实业有限公司, 深圳市 518004
摘要:温度是表达物体内组成粒子的热运动(动能)程度。
当所有的粒子停止运动(动能为零)就是绝对零度。现实中,只能无限趋于绝对零度,而无法真正达到绝对零度。
在极低的温度下(意味粒子动能极低),将出现玻色-爱因斯坦凝聚态。宇宙中,最高的温度是普朗克温度。
关键词:温度,宇宙,波长,频率,光速,超距,量子场论,引力场
PACS: 03.65.Àw 03.30.+p
作者:总工,高工,硕士
The universe's highest and lowest temperature
Hu Liang
Shenzhen Hongyuanqing Industrial Co.Ltd, Shenzhen ,518004, China
Abstract:
The energy constant (Hu) is the smallest energy unit, Hu = h * C, which reflects the intrinsic relationship between the vacuum speed of light (C) and Planck's constant (h).
Keywords: Quantum field theory; gravitational field; particle; isolated system; energy; photon.
PACS: 03.65.Àw 03.30.+p 98.80.-k 04.60.Cf 11.90.+t 06.30.Dr
1前言
温度是表达物体内组成粒子的热运动(动能)程度。
当所有的粒子停止运动(动能为零)就是绝对零度。现实中,只能无限趋于绝对零度,而无法真正达到绝对零度。在极低的温度下(粒子动能极低),将出现玻色-爱因斯坦凝聚态。宇宙中,最高的温度是普朗克温度。
温度是通过粒子的动能来表现的;当粒子的动能达到最大时,就是绝对最高温度。从宏观的角度来看,温度就是分子(含原子等)热运动的统计(平均每个分子动能),当平均动能达到最大时,就是最高温度。
2宇宙中的最高温度
从能量常数理论来看,动能的量纲是,[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)],
或,[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(-1)]。
对于一个光子来说,其动能的大小是,
Ek=(Vp*f)*C^(2)=m*C^(2)=Vp*C^(2)*f=h*f=h*(C/λ);
而,光子的普朗克动能(光子最大的动能)是,
Ekp=(Vp*fp)*C^(2)=mp*C^(2)=Vp*C^(2)*fp=h*fp=h*(C/λp)。
因为,温度的量纲是,{[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-3)]}/[L^(3)T^(0)];
或,[L^(2)T^(-3)];或,[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(-1)]。
因此,对于一个光子来说,光子的温度是,T=f*C^(2);
此外,光子的普朗克温度(光子的最大温度)中,Tp=fp*C^(2)。可见,从宏观来看,光子的普朗克温度,实际上,就是宇宙中的最高温度。
3宇宙中的最低温度
温度本质上是微观粒子振动强度(平均动能)的宏观表达。组成物体的微粒振动剧烈(平均动能大),则该物体温度就高;同样,若组成物体的微粒振动微弱(平均动能小),则物体温度就低。
从能量常数理论来看,对于一个光子来说,其动能的大小是,
Ek=(Vp*f)*C^(2)=m*C^(2)=Vp*C^(2)*f=h*f=h*(C/λ);
可见,当光子的波长趋于无穷大时,光子的频率趋于无穷小,体现为光子的动能趋于无穷小。
具体来说,由于光子的温度是,T=f*C^(2);当光子的波长趋于无穷大时,光子的频率趋于无穷小,体现为光子的温度趋于无穷小。这样,在极低的温度下(粒子动能极低),将出现玻色-爱因斯坦凝聚态。