普朗克温度

✍ dations ◷ 2025-04-04 11:14:49 #温度单位,自然单位,物理常数

普朗克温度,以德国物理学家马克斯·普朗克命名,是温度的单位,简记为 T P {\displaystyle T_{P}} 。它属于自然单位制中的普朗克单位,在该单位制下,普朗克温度被定为 1 {\displaystyle 1} ,绝对零度被定为 0 {\displaystyle 0} 。举例来说, 0 C = 273.15 K = 1.9279 × 10 30 T P {\displaystyle 0\,^{\circ }\mathrm {C} =273.15\,\mathrm {K} =1.9279\times 10^{-30}\,T_{P}} 。根据标准宇宙学模型,普朗克温度是温度的基础上限,在这温度下,现代科学理论失效,而目前还没有被接受的量子引力理论来做解释。据现时的物理宇宙学,普朗克温度是宇宙在大爆炸第一个瞬间(第一个单位普朗克时间)的温度。

T P = m P c 2 k = c 5 G k 2 = {\displaystyle T_{P}={\frac {m_{P}c^{2}}{k}}={\sqrt {\frac {\hbar c^{5}}{Gk^{2}}}}=} 1.416808(33) × 1032 K

其中:

m P {\displaystyle m_{\scriptscriptstyle P}} 为普朗克质量,

c {\displaystyle c} 为真空中的光速,

{\displaystyle \hbar } 为约化普朗克常数(又称狄拉克常数),

k {\displaystyle k} 为玻尔兹曼常数,

G {\displaystyle G} 为万有引力常数,

括号内的两位数为最后两位不确定性(标准差)。

根据我们当前所理解的,普朗克温度如同大多数普朗克单位一样,是量子理论和引力结合的一个基础极限。换句话说,一个物体发出的光的波长可以根据它的温度来计算。如果一个物体的温度达到了普朗克温度,那么它所释放出的辐射的波长便是一个普朗克长度,此时量子引力效应便会介入。假设体系温度达到或超过普朗克温度,由于我们还没有完备的量子引力理论,现在的物理学理论在这种情况下将会失效。

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