根據狹義相對論,原子不可能被加速到光速,因為原子不像光子那樣靜止質量為零。既然原子具有靜止質量,那麼,它們的速度就無法達到光速,因為把原子加速到無限趨于光速需要無限的能量。
溫度在本質上反映的是分子(不管是單原子還是多原子)平均動能,兩者正相關,即分子熱運動越劇烈,平均動能越大,溫度也就會越高。動能的貢獻主要來自于平動動能,而平均平動動能與溫度成正比例關系:
Et=3kT/2
其中Et表示平均平動動能,k表示玻爾茲曼常數,T表示溫度。
由于有質量的物體被加速到無限趨于光速時,動能将會變得無窮大,這就意味着溫度也會無限升高。
不過,理論上溫度是有限的。因為溫度越高的物體會輻射出波長越短的電磁波,當溫度達到某一臨界值時,輻射出的電磁波的波長将會小于普朗克長度(1.6×10^-35米)。由于普朗克長度是物理學中有意義的最短長度,這就意味着波長不能繼續往下小,所以溫度也不能繼續往上升,否則就沒有物理學意義。此時,對應的極限溫度為普朗克溫度,大小約為1.4×10^32度。迄今為止,隻有在宇宙創生的最初時刻才達到過這個極限溫度。
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