家里新买了一台带有温度显示的冰箱。看到上面显示的冷藏室4℃、冷冻室-18℃，一时间满心欢喜。但是当炎炎夏日到来，想要赶快喝冰水，却发现那-18℃降温速度也总是那么慢。如果冰箱能做到更低温度，那不就能拥有更快降温的汽水，和更劲爆的冰淇淋了？很遗憾，自然界中的温度有一个下限，也就是所说的绝对零度。
温度的本质是什么？
在我们学习物理的时候，课本里描述温度是这样的“温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。”
由此，我们可以看出，温度并不单单是我们所能感受到的“冷”和“热”，而是微观粒子的热运动的剧烈程度，也就是粒子的“活跃度”。
在物质当中，粒子的运动会产生动能，而一群粒子的动能可以依靠碰撞等方式传递给另一群粒子，最后的结果是不同粒子的动能重新分布，相当于热量的传递，热量的体现也就是我们所说的温度。温度是我们用来衡量物质当中粒子所携带的平均动能的物理量。
在物理学中，我们将有质量的粒子一般称为物质粒子，例如：质子、中子、电子，而那些无质量的粒子则称为辐射粒子，例如：光子。能量越高的物质粒子，说明其携带的动能越高，也就是运动速度越快，在宇宙学中我们会简单地称为“热粒子”，而那些动能低，运动速度慢的粒子称为“冷粒子”。能量越高的辐射粒子（光子），则拥有更短的波长、更高的频率。
我们以水为例，一杯热水的热量是来自于水分子的微观运动，当水渐渐冷却的时候，那么水里面每个水分子的平均运动速度会越来越慢，直到温度降到0k，也就是-273.15℃，分子才会停止热运动。
“绝对零度”的定义是，物质中没有任何原子或者分子运动的状态，也就是物体的内能为0。而绝对零度也会让宇宙中的基本粒子的动能为0，失去运动速度。这就违反了量子力学中的不确定性原理，如果物体达到了绝对零度，组成物体的微观粒子（例如原子）就会具备确切的动能，也就是0，同时它的所以位置也完全确定，二者相乘得到0，而不确定性原理要求这个乘积大约大于普朗克常数。所以宇宙中不可能存在静止不动的粒子，也不可能存在不携带能量的光子。从而，绝对零度无法达到，最低温只能无限接近于绝对零度。
为什么是273.15℃而不是其它数字？
根据热力学中的查理定律，在理想气体的体积保持一定的情况下，理想气体的压强（P）和温度（T，热力学温度）两者成正比，或者说它们的比值是一个常数（C），相应的表达式如下：
P/T=C
在体积维持恒定的情况下，可以测量出气体的压强和温度之间的关系。再基于最小二乘法，能够拟合出关于压强和温度关系的直线方程：
接下来，将直线外推到横坐标上，不同气体最终都会交于一点，这样就通过理想气体的方法，外推出绝对零度，得到绝对零度约为零下273.15摄氏度。
另一方面，根据热力学中的盖-吕萨克定律，在理想气体的压强保持一定的情况下，理想气体的体积（V）和温度（T）两者成正比，由此也能推导出绝对零度的大小。
宇宙最高温真没上限吗？
我们都知道太阳温度非常高，太阳一秒钟所释放出来的能量足够全人类使用25万年，而太阳的表面温度约为5700℃左右，这个温度超过了目前已知的熔点最高的金属，这样看来5700℃确实很高。但是宇宙最高温可是1.42亿亿亿亿度，还被称为普朗克温度。
目前量子力学给出的温度上限就是普朗克温度——绝对热度，只有宇宙大爆炸的那一刻才达到过这个温度。
为什么我们平时不说极限高温呢？
不说的原因是因为极限高温对我们人类来说，可望而不可即。不像绝对零度那样，目标就在眼前，虽然在理论上无法达到，但我们还可以通过技术手段无限的接近。通过现代制冷手段，例如利用磁场分离冷原子气体，将其中温度更高的原子一个个蒸发掉只留下低温原子（磁光陷阱），可以将温度降低到只比绝对零度高一亿分之一摄氏度的低温。但是极限高温对我们而言仍然是遥不可及的。现在地球上最强大的加速器是来自欧洲的大型强子对撞机，能将质子加速到一万亿电子伏特（大约10TeV）的数量级，而来自高能所高海拔宇宙线观测站（LHASSO）最近观测到来自宇宙中的光子就具有100倍于人造高能粒子的能量（大约1500TeV，或者1.5PeV）。动能越高也意味着温度越高，可见人类能制造出的高温与自然界中存在的高温，还存在不小差距。
另一方面，在创造更高能量的过程中还会存在一些限制。我们不妨设计一个思想实验：假如有一团炽热的气体，将其约束在一个很小的空间里面，不断升温。在升温的过程中，组成气体的分子运动速度不断加快。在温度超过某一个数值后，分子解离成了原子，然后电子从原子上脱离，继续升温导致原子核分崩离析。如果继续升温，这一团微观粒子的动能会不断上升，会不会有一个上限呢？假如这些粒子的能量（质量）达到一个极限，使这团气体构成了黑洞，继续升温就没有观测意义了。这个温度比普朗克温度低很多，但仍然是我们所不可能达到的超高温。
因此，我们通常不说宇宙极限高温是多少，因为在我们人类看来，高温确实是无限的，因为我们永远无法达到，而且宇宙中到底有多少能量其实我们并不是很清楚，一些数值只不过是我们人类估算出来的。所以讨论极限高温是没有意义的。
来源：中科院高能所
,
