零下273.15℃和1.4亿亿亿亿℃有多可怕？时空将没有意义

地球距离太阳不近也不远，所以地球能够接收到适中的热量。再加上大气层的保温作用，地球的平均温度可以保持在大约15 ℃，这让地球上的大部分水维持液态，生命得以存在。

但另一方面，温度可以变得很极端。只要冷到极致，或者热到极致，不但生命无法存在，就连时间和空间本身的意义都会消失。那么，最低和最高温度分别是多少？为什么温度会牵扯到时空？

任何物体都有温度，其根本来源是构成物体的粒子在做无规则热运动。粒子热运动让物体有了内能，给物体带来热量。粒子的平均动能越大，产生的热量越多，物体表现出的温度也越高。因此，温度从本质上反映的是粒子平均动能的大小。

最低温度

显然，粒子平均动能越小，温度也就会越低。粒子平均动能最小为零，此时温度将会达到最低值。不过，粒子的平均动能是不可能为零的，因为粒子不会绝对静止，始终会存在某种形式的运动来产生热量。

根据量子力学，如果粒子保持静止，其速度和位置就能被同时精确测定，从而违背不确定性原理。另一方面，如果粒子没有运动，这意味着宇宙中有绝对静止参照系，从而违背相对论的相对时空观。

因此，粒子的热运动不会停止，最低温度不可能达到。不过，可以通过理想气体的查理-盖-吕萨克定律，推导出最低温度为零下273.15 ℃，这就是绝对零度。

如果真的达到绝对零度，这意味着量子力学和相对论都无法成立。在温度为绝对零度的宇宙中，所有物体的运动会停止，能量不复存在，时空失去变化，时间和空间将会失去意义。

我们生活在十分空旷的宇宙中，零星点缀的恒星并不能给宇宙带来多少热量。事实上，宇宙其实非常冷，整个宇宙的平均温度只有零下270.42 ℃，只比绝对零度高了2.73 ℃。

最高温度

根据相对论，光速是宇宙最快速度，那么，是不是当粒子的速度达到光速时，温度将会达到最高呢？

事实上，只有光子这样静质量为零的粒子才能以光速运动，而且不会损耗掉。构成物体的粒子都是有静质量的，它们的速度无法达到光速。

由于相对论的质增效应，粒子的动质量会随着速度趋于光速而趋于无穷大，这会阻止粒子进一步加速至光速。当粒子的速度足够接近光速时，其动能会变得足够大，温度也会达到目前理论的上限——普朗克温度。

由于物体具有内能，它们会不断向外辐射电磁波。如果物体的温度超过普朗克温度，它们所辐射出电磁波的波长将会短于普朗克长度（1.616×10^-35米），这是目前物理学中是没有意义的，所以普朗克温度被认为是最高温度。

普朗克温度可以通过理论计算出来，其大小约为1.4亿亿亿亿（1.4×10^32）度。一旦达到这个温度，时间和空间都将会变得没有意义，现有的物理学理论都会走向崩溃，无法描述这种极端的状态。只有等到大统一理论问世之时，人类才有能力去窥探超越普朗克温度的状态。