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温度の上限というのは本当に無いのでしょうか?

温度の下限はOK(約-273℃)で上限はないというのはよく聞きますが、温度は分子の振動の速さで決まるものだと認識しています。光速より速いものが存在しないのであれば、分子の振動が光速になったとき、温度が上限に達するような気がするのですが、この考えは間違っていますか?

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温度を上げようとして、エネルギーを注入してゆくと、そのエネルギーで新しい粒子(正確には状態と呼ぶほうが良いらしい)が生成されます。 通常は、エネルギーの注入に対して、粒子の生成がそれほど多くないので、どんどん温度(粒子あたりのエネルギー)が上がりますが、 そのうちに、粒子の生成ペースが速くなって、注入したエネルギーが全て新しい粒子の生成(+その粒子へのエネルギー割り振り)に使われて、粒子あたりのエネルギーが増えない(温度が一定になる)状況になる という話もあるようです。

参考URL:
http://d.hatena.ne.jp/kibashiri/20050508/1115540077

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質問者からのお礼

早速のご回答ありがとうございました。 参考URLもありがとうございました。読んでいてとてもおもしろかったです。

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  • 回答No.3

過去ログに温度上限の回答があります。 物理的に到達可能な温度:約60億度。 超巨星の中心部。 温度が上がると、ニュートリノの形で持ち出されるエネルギーの割合が増えるため、 これ以上温度は上がらない。 理論上可能な温度: 粒子を1個だけ残し、残りの宇宙物質を全部エネルギーに変え その粒子につぎ込んだ場合。 宇宙の物質は有限であるので、温度はベラボーに高いけど有限です。 >温度は分子の振動の速さで決まるものだと認識しています。 >分子の振動が光速になったとき、温度が上限に達する 振動が光速に比べ遅い場合、それでも良いですが、 振動が光速に近いなると質量が増えるから、増えた分もエネルギーに換算して足さないとなりません。 ですから、光速で振動しているなら温度は無限大です。 ・温度が上限に達する  の、上限とは、有限な値であることを意味するので、 上記考えは誤り。

参考URL:
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3924894.html

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質問者からのお礼

早速のご回答ありがとうございました。 m=m0/√{1-(v/c)^2}からv→cのときm→∞となり、 E=mc^2からE→∞となるので、温度→∞ という解釈でいいのでしょうか。難しいです。。。

  • 回答No.2
  • 91091
  • ベストアンサー率31% (12/38)

温度は分子の速さではなく、分子の持っているエネルギーで決まります。光速付近になると、質量が増大しますから、エネルギーも無限に多く持つ可能性があります。 なお、相対論的に質量が増大しても、気体分子運動論および熱力学の法則には何の修正も必要ありません。 PV=2/3U、熱力学第一法則、第二法則等、修正は必要なく成立します。

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質問者からのお礼

早速のご回答ありがとうございました。

  • 回答No.1
  • htms42
  • ベストアンサー率47% (1120/2361)

>温度は分子の振動の速さで決まるものだと認識しています。 すこしニュアンスが違いますね。 ある温度の物体があったとします。 その物体が分子で出来ていたとします。 その分子は温度に対応した振動をしています。 温度が高ければ振動が激しくなります。 物体は分子から出来ているものだけではありません。イオンで出来ているものもあります。原子だけで出来ているものもあります。でもこれ等は似ています。 電子だけだとどうでしょう。 もっと小さい物体だとどうなるでしょう。 空間自体がエネルギーを持っているということも考えられます。 宇宙の最初に全てが一点に集中していた時があるそうです。そういう場合の温度はどうなるでしょうか。 原子の動くことにの出来る速さには限界があるかもしれませんがエネルギーの集中の度合いには限界が無さそうです。 温度は運動の尺度であると言うよりはエネルギーの尺度であると考える方がいいようです。

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質問者からのお礼

早速ご回答頂きましてありがとうございました。

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