理论上,温度并不存在上限,温度能够到达恣意高的程度,能够远超1.4亿亿亿亿度。但温度存在一个理论下限,大约为-273.15摄氏度。那么,为什么温度没有上限?为什么世界中呈现过的最高温度是1.4亿亿亿亿度?为什么温度又会有下限呢?
事实上,所有这些问题与温度的发生机制有联系。无论什么物体,从微观视点来看,它们都由原子、分子或许离子组成。依据相对论和量子力学,构成物体的各种粒子不是肯定停止的。由于相对论标明,世界中的参照系都是平权的,没有肯定停止的参照系。并且不确认性原理也制止呈现肯定停止的状况,一旦粒子肯定停止,它们的不确认性消失,其方位和动量会被彻底确认下来。
因而,粒子必定会做永不停止的热运动。粒子热运动会让微观物体发生热量,为了衡量这种冷热程度,就需求温度这个参数。粒子热运动的剧烈程度越大,均匀动能越大,微观物体的温度就越高。
理论上,当粒子热运动彻底停歇时,温度将会到达最低的肯定零度。依据试验的丈量,能够计算出最低温度约为-273.15摄氏度。在热力学中,最低温度被界说为0开氏度。
另一方面,尽管狭义相对论制止有质量粒子的运动速度到达光速,但这并不意味着它们的动能不会无限添加。依据狭义相对论,跟着粒子的运动速度无限趋于光速,它们的动能也会趋于无穷大,所以温度也会随之趋于无限高。
但在世界中,温度没有到达过无限高。依据规范世界模型,世界的最高温度呈现在138亿年前世界创生的开始时间,这个温度是普朗克温度,其巨细约为1.4×10^32度,即1.4亿亿亿亿度。
在普朗克温度下,世界中已知的全部物质、原子和根本粒子都无法存在,已知的四种根本力将会一致在一起。在现有的理论中,人类所能了解和描绘的最高温度是普朗克温度。假如想要知道比普朗克温度更高的温度是怎样的,需求量子引力理论。但迄今为止,广义相对论还未能完结量子化,它没有与量子力学相一致。