为什么宇宙最低温只有-273.15度，最高温却高达1.4亿亿亿亿度？

为什么宇宙最低温只有-273.15度，最高温却高达1.4亿亿亿亿度？要回答这个问题，我们需要先来了解一下温度的本质到底是什么。

简单来讲，我们所能看到的任何物体，其实都是由大量的微观粒子构成（例如分子、原子），这些微观粒子每时每刻都在做无规则的运动，这也被称为热运动，而一个物体的温度，其实就是指其内部微观粒子热运动的激烈程度，物体的温度越高，就意味着其内部微观粒子的热运动越激烈，反之亦然。

所以一个简单的道理就是，当一个物体内部所有的微观粒子全部都处于静止状态时，就达到了最低的温度，而这样的温度也就是宇宙中的低温极限。那宇宙最低温为什么不是0度，而是-273.15度呢？其实这不难解释。

通常我们使用的温标是摄氏温标，在摄氏温标被提出的时候，人们还不清楚温度的本质，而是以水的凝固点和沸点作为依据，具体来讲就是，在一个标准大气压下，水的凝固点计为0摄氏度，水的沸点计为100摄氏度，两者之间平均分为100份，每一份就是1摄氏度。

后来人们在研究气体的“热胀冷缩”现象时发现，在压强恒定的情况下，气体的温度每升高或降低1摄氏度，其体积总是会增加或减少一个固定的值，在经过多年的实验和总结之后，这个“固定的值”被精确到“气体在0摄氏度时的体积的273.15分之1”。

人们就想，假如在压强恒定的情况下，有一团温度为0摄氏度的气体被不断降温，那么当温度降至-273.15摄氏度的时候，这团气体的体积岂不是就变成零了？很显然，一团体积为零的气体是不可能存在的，所以-273.15摄氏度就被认为是一种不可能达到低温极限，最多也就只能接近这个温度。

于是后来出现的热力学温标，就将-273.15摄氏度直接设为0K（注：K即“开尔文”，是热力学温标的单位），这也被称为“绝对零度”。

也就是说，通常我们所讲的“宇宙最低温只有-273.15度”，其实是指-273.15摄氏度，而如果我们使用热力学温标来描述，那宇宙最低温其实就是0K。由于宇宙中不可能存在完全静止不动的微观粒子，因此我们最多也就只能接近这个温度，而不能达到这个温度，更不可能低于这个温度。

好的，现在我们再来看看宇宙的高温极限。正如前文所言，温度的本质是物体内部微观粒子热运动的激烈程度，这也意味着，温度其实就是这些微观粒子平均动能的标志，即：一个物体内部的微观粒子平均动能越高，其温度就越高。

根据狭义相对论，对于任何具有静止质量的粒子而言，其运动速度最多只能无限接近光速（真空光速，下同），却不可能达到或超过光速，而在不断接近光速的过程中，粒子的动能也会持续提升，越接近光速，动能提升的幅度就越大，并且没有上限。

（图为相对论动能计算公式，其中的m0、v和c分别代表物体的质量、速度以及真空光速）

所以从这方面来讲，温度应该是没有上限的，那为什么会说宇宙最高温有1.4亿亿亿亿度呢？其实这是因为这是现代物理学所能描述的极限。

在现代物理学中，空间有一个不可分割的最小单位，这被称为“普朗克长度”，其数值大约为1.6 x 10^-35米，而从理论上来讲，只要一个物体的温度高于绝对零度，它就会向外释放出电磁波，其波长与物体的温度存在着确定的关系，即：物体的温度越高，其释放出的电磁波的波长就越短。

这就意味着，从理论上来讲，当物体的温度升高到超过一个特定值的时候，其释放出的电磁波的波长就会小于“普朗克长度”，这就超过了现代物理学的极限，也就没有了意义。所以这个“特定值”其实就是现代物理学所能描述的最高温度，这也被称为“普朗克温度”，其数值大约为1.4 x 10^32K，也就是1.4亿亿亿亿K。

要知道热力学温标只是将摄氏温标中的-273.15摄氏度设为了0K，其单位增量与摄氏温标其实是相同的，两者之间可以用“K = ℃ + 273.15”来进行换算，对于“普朗克温度”来讲，这样的差异完全可以忽略不计，因此说这种温度是1.4亿亿亿亿摄氏度，也没有什么问题。

值得一提的是，虽然宇宙最低温是无法达到的，但理论上的宇宙最高温却有可能存在过，因为根据大爆炸宇宙论，在“宇宙大爆炸”发生后的1“普朗克时间”（时间的最小单位，约为5.39 x 10^-44秒）之内，宇宙的温度就是“普朗克温度”。