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?( 二 )
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如果我们把大量的能量聚集在有限的空间里,就会创造出一个黑洞!我们通常认为黑洞是巨大、致密的天体,能够吞噬附近的星际物质、恒星、行星!
但是如果我们给单个量子粒子提供足够的能量,即使这个粒子只是一个以光速运动的无质量粒子,它也会在微小的尺度上变成黑洞!这个能量大约为10^19 GeV,通过E = mc^2,算出来约为22微克。在这个能量下粒子会自发地产生黑洞,并立即衰变为能量更低的热辐射状态。因此,宇宙中的温度上限似乎对应于大约10^32开尔文的温度。
这个温度比之前的极限要低很多,因为不仅宇宙能量是有限的,而且黑洞也是一个限制因素。但是还有一些其他的限制因素,如果我有能力把温度升高到任意的范围,就会发生更加可怕的事情。
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在某一高温下,我们将会导致宇宙重新暴胀早在大爆炸之前,宇宙就处于指数膨胀状态,空间本身就像一个气球一样膨胀,但膨胀速度呈指数级。当暴胀结束时,大爆炸就开始了。
如果我们设法达到了足够的温度,就会使系统恢复到暴胀状态,相当于我们按下宇宙的“重置”按钮,并导致暴胀恢复,大爆炸重新开始。
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理论上,宇宙的暴胀是在大约10^ 28-10 ^29 K的温度下发生的,因此无限升高温度是不可能的,因为宇宙只有有限的能量,毕竟它也是从大爆炸中诞生的。
我们平时不说绝对高温,是因为这个温度没有具体的标准,也没有任何意义,因为人类根本达不到这样的温度。即使是地球上最强大的粒子加速器,仍然需要至少1000亿倍的能量才能产生以上特殊的效果。
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