直接回答就是:我們生活的宇宙是有限的!
因?yàn)橛钪媸怯邢薜?,注定容納不了無限的東西,無論是宇宙中的任何屬性,都不可能是無窮大的,包括密度,體積,速度,質(zhì)量等等,如今科學(xué)概念里的任何屬性都是如此,肯定是在一個有限的集合里。
所以,我們平時感受到的溫度不僅僅有下限,也有上限,上限就是普朗克溫度,宇宙大爆炸發(fā)生一個普朗克時間的溫度。而宇宙中不可能出現(xiàn)比普朗克溫度更高的溫度,因?yàn)槠绽士藭r間是有意義的最小時間單位。普朗克溫度非常高,大約10的32次方K。
理論上,如果你能創(chuàng)造一個溫度高達(dá)普朗克溫度的環(huán)境,意味著你將創(chuàng)造出一個新宇宙!
有點(diǎn)跑題了,回歸正題,說說光速(速度的上限)和絕對零度(溫度的下限)。
絕對零度的定義比較簡單,理論上微觀粒子絕對靜止或者達(dá)到量子力學(xué)概念里的最低值的溫度,此時的溫度就是絕對零度,也就是0K。
不過由于量子力學(xué)中存在不確定性,微觀粒子不可能完全靜止,所以絕對零度只是理想情況下的溫度,現(xiàn)實(shí)世界不可能達(dá)到。
科學(xué)家們當(dāng)然知道不會達(dá)到絕對零度,不過他們?nèi)耘f熱衷于制造無限接近絕對零度的溫度。比如說??茖W(xué)家們在實(shí)驗(yàn)室中就創(chuàng)造出了10的-10次方K的低溫,非常接近絕對零度!
下面說說速度,速度有上限的原因,主要是因?yàn)殪o止物體的相對論效應(yīng)。
愛因斯坦的狹義相對論告訴我們,物體的質(zhì)量并不是一成不變的,會隨著速度的增加而變大。當(dāng)速度達(dá)到光速時,物體的質(zhì)量達(dá)到無窮大,需要無窮多的能量才能推動物體運(yùn)動,但宇宙的能量是有限的,這顯然是不可能的。
而光子之所以能以光速飛行(也必須以光速飛行),是因?yàn)楣庾記]有靜質(zhì)量,以光速飛行時就不會擁有無窮多的能量和質(zhì)量,否則的話我們早就被光無窮多的能量毀滅了。
那么光子的能量該如何計算了,并不難,有簡單的公式可以計算:
還有一個問題,光速大約為30萬公里每秒,為什么不是300萬公里每秒或者其他數(shù)值呢?
首先,30萬公里是人為定義下的數(shù)值,玩文字游戲就沒有意思了。為什么光速不是無限大的呢?因?yàn)闊o限大的光速就不會形成如今的宇宙,基本粒子也不會出現(xiàn)。
只要光速是有限的,我們直接測量就好了。當(dāng)然,也可以從人擇原理去理解,光速更快或者更慢都不會形成基本粒子,也不會有如今的我們來問這種問題!或許在其他宇宙里,光速會更快或者更慢,那又是另一個話題了!