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温度是否有限制？如果让一杯密封的水持续升温，会发生什么？

温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。
我们听说过宇宙中有绝对零度，也就是任何物质中分子和原子停止热运动的那个点，但我们从来没有听说过绝对高温，那么自然界中是否存在最高温度，或者是否高温本身就没有上限？今天我们就谈论下这个问题。
【温度是否有限制？如果让一杯密封的水持续升温，会发生什么？】我们先从初中知识说起，然后从这里开始升温。
温度是否有限制？如果让一杯密封的水持续升温，会发生什么？
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假如将食用色素滴入不同温度的水中，会看到什么？水的温度越高，食用色素在水中扩散的速度就越快。
为什么会这样呢？因为水的温度决定了水分子的运动速度。也就是说较热的水里的单个水分子会以更快的速度运动，这就造成了食用色素颗粒在较热的水里比在较冷的水里移动得更快。
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如果我们想要完全停止一个物体中分子/原子的运动，让一切完全静止下来，甚至克服量子物理学不确定性的本质，那就需要我们把一个物体的温度降到绝对零度，这个温度就是热力学上可能达到的最低温度。
但是换个方向呢？如果我们给一个粒子系统（一杯密封的水）不断的加热，粒子随机运动的速度肯定会越来越快。但是，你有没有想过这个温度有没有极限呢？如果不停的给一个系统加热会不会发生某种灾难，阻止我们超过某个极限温度？
持续给水加热
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在数千开尔文的温度下（太阳变面温度5500K），热量会开始破坏分子间的化学键，如果继续提高温度，能量就会开始剥离原子中的电子。于是我们就会得到一个离子化的等离子体，它完全由电子和原子核构成，根本没有中性原子。
这时单个粒子（电子和正离子）依然会在高温下剧烈的运动，遵守与往常一样的物理定律，并不会发生什么特殊的事情。我们继续给系统加热，看看接下来会发生什么。
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随着温度的升高，能量和物质就开始互相的转化，曾经我们认为的“粒子”也开始分解：
在温度大约8×10^9开尔文（80亿K）时，开始自发地从粒子相互碰撞的原始能量中产生物质和反物质对（电子和正电子）。在温度大约2×10^10开尔文（200亿K）时，原子核被高能光子撞击后，会炸成单个的质子和中子。在温度大约2×10^12开尔文（2万亿K）时，质子和中子不再存在，取而代之的是组成它们的基本粒子（夸克和胶子）开始四处碰撞，平时我们说夸克禁闭，这只是低能量下，在高能量下夸克不再受束缚。在温度大约2×10^15开尔文（2千万亿K）时，开始大量产生目前所有已知的粒子和反粒子
温度是否有限制？如果让一杯密封的水持续升温，会发生什么？
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不过，这仍然不是温度上限。但就在这个2×10^15开尔文（2千万亿K）的临界值附近，就会发生有趣的事情。这个温度下正是产生希格斯玻色子所需要的能量，因此在这个温度下希格斯场会停止与其他粒子耦合。
换句话说，一旦我们把系统加热到高于这个能量阈值，就会发现所有的粒子现在都变成了无质量粒子，并且以光速四处飞行。这些物质、反物质和辐射的混合物，现在都会表现得像辐射一样，无论它是物质、反物质还是非物质。
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如果我们继续把系统加热到越来越高的温度，这些粒子的移动速度虽然不会高于光速，但它们仍会继续携带越来越多的能量，就像无线电波、微波、可见光和x射线它们都是光的不同形式，以光速运行，但能量不同，
这时系统中可能会产生一些未知的新粒子，或者新的自然法则。那么我们是否可以一直给系统加热，直到到达无限的温度。
然而，这是不可能的，原因有三。
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在整个可观测的宇宙中，能量是有限的。以我们的可观测宇宙中所有的物质、反物质、辐射、中微子、暗物质，甚至是空间本身固有的能量为例，大约有10^80个普通物质粒子，大约有10^89个中微子和反中微子，还有稍多一点的光子，加上暗物质和暗能量的所有能量，它们都分布在一个半径为460亿光年的宇宙中。
但是即使我们把所有的物质都转化成纯能量（通过E = mc^2），即使我们用所有的能量来加热系统，没有丝毫一点损耗，这个能量也是有限的，而这个能量大约对应于10^103开尔文的温度，所以宇宙中有一个能量上限。但是在系统到达这个温度点之前，会发生其他的灾害性事情来阻止我们如此疯狂的举动。

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