根据狭义相对论，原子不可能被加速到光速，因为原子不像光子那样静止质量为零。既然原子具有静止质量，那么，它们的速度就无法达到光速，因为把原子加速到无限趋于光速需要无限的能量。
温度在本质上反映的是分子（不管是单原子还是多原子）平均动能，两者正相关，即分子热运动越剧烈，平均动能越大，温度也就会越高。动能的贡献主要来自于平动动能，而平均平动动能与温度成正比例关系：
Et=3kT/2
其中Et表示平均平动动能，k表示玻尔兹曼常数，T表示温度。
由于有质量的物体被加速到无限趋于光速时，动能将会变得无穷大，这就意味着温度也会无限升高。
不过，理论上温度是有限的。因为温度越高的物体会辐射出波长越短的电磁波，当温度达到某一临界值时，辐射出的电磁波的波长将会小于普朗克长度（1.6×10^-35米）。由于普朗克长度是物理学中有意义的最短长度，这就意味着波长不能继续往下小，所以温度也不能继续往上升，否则就没有物理学意义。此时，对应的极限温度为普朗克温度，大小约为1.4×10^32度。迄今为止，只有在宇宙创生的最初时刻才达到过这个极限温度。
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