Mikä on kuumin lämpötila mahdollinen?

Mikä on kuumin lämpötila mahdollinen?

Ajatus absoluuttisista kuumista lähteistä sen tunnetuimmasta serkusta, absoluuttisesta nollasta, joka, kuten muistatte, on 0 K, -273,15 ° C tai -459,67 ° F. Vaikka alhaisimman lämpötilan lyhennetyt määritelmät usein todetaan, se on kohta, jossa aine pysähtyy, tämä on teknisesti väärä. Absoluuttinen nolla on oikeastaan ​​piste, jossa molekyylin liike ei enää tuota lämpö (mutta sillä on nollapisteenergiaa).

Sitä vastoin absoluuttinen kuuma sitten voitaisiin määritellä pisteeksi, jossa molekyyliliike ei voinut tuottaa enää lämpöä riippumatta siitä, missä olosuhteissa.

Maailmankaikkeuden vakiomallissa kuumin mahdollinen lämpötila koskaan saavutettu tapahtui murto-osaan (10-43) Big Bangin jälkeen. Tämän pienen ajanjakson aikana (nimeltään yksi Planck-aika), maailmankaikkeuden uskotaan olevan vain pieni Planck-pituus (10-35 metriä) ja ovat saavuttaneet absoluuttisen kuuman 10 ° C: ssa32 K (nimeltään Planckin lämpötila). Vertailun vuoksi Aurinko on märkä 1,571 x 107 K keskellä ja korkein lämpötila, jonka ihminen on koskaan luonut, on tällä hetkellä 5,5 x 1012 K.

Sen lisäksi, että Planckin lämpötila on kuumin lämpötila, joka on teoreettisesti saavutettu universumissamme, fyysikot olettavat, että kaikilla Planckin korkeammilla lämpötiloilla vaikuttavien hiukkasten gravitaatiovoimat olisivat yhtä vahvat kuin muut perusjoukot (sähkömagneettiset ja heikot ja voimakkaat ydinvoimat) jolloin kaikki neljä yhdistyvät yhdeksi voimaksi. Mitä sitten tapahtuu? Kukaan ei tiedä, että tällä hetkellä hyväksytyt perinteiset fysiikan mallit hajoavat sen jälkeen. Tietenkin kaikki tämä on teoreettista, koska kukaan ei ole vielä keksinyt hyväksyttyä vakavuuden kvanttiteoriaa. Nobel-palkinnon saaja Steven Weinberg kuvaili sitä, mitä tapahtuu yli 10: n lämpötilassa32 K jää peittämään "verholla".

On huomattava, että kaikki fyysikot eivät noudata standardimallia, ja jotkut haluavat esimerkiksi String Theorya, joka pyrkii kuvaamaan kaikki neljä perusvoimaa yhtenäisen perusobjektin (merkkijonon) erilaisina ilmentyminä. Merkkijulisteiden osalta suurin mahdollinen lämpötila on paljon pienempi kuin standardimallin olettamus; nimeltään Hagedorn-lämpötila, se on piste, jossa tavallinen aine ei ole enää stabiili ja joko "haihtuu" tai muuttuu kvark-aineeksi. Tämän teorian mukaan tämän pisteen tai absoluuttisen kuuman pisteen katsotaan olevan vain 1030 K, tai noin 1% Planckin lämpötilaa.

Bonustiedot:

  • Kuumennettaessa jotain Planckin lämpötilan läheisyyteen on nykyisin kaukana tekniikastamme, jäähdytys jotain lähellä absoluuttista nollaa ei ole. Esimerkiksi vuonna 2015 MIT: n tutkijat onnistuivat jäähdyttämään natriumkaliummolekyylejä vain 500 nanokelviniin tai 500 miljardisosaa 1 K: aan.
  • Vähintään yksi eläin voi selviytyä kylmästä, joka lähestyy absoluuttista nollaa - tardigradea. Tunnetaan myös vesikarhu, tämä mikroskooppinen olemus on pystynyt selviytymään jäätyäkseen muutamia minuutteja pelkän 1 asteen yläpuolella absoluuttisen nollan yläpuolella. Se voi myös selviytyä, kun se kuumennetaan lämpötiloihin, jotka ylittävät veden kiehumislämpötilan. Ei vain heidän ainoa hämmästyttävän selviytymispyrkimyksensä, tardigradit voivat selviytyä lukuisista äärimmäisyyksistä, joita ihmiset kuolisivat välittömästi. Voit oppia lisää näistä kiehtovista olentoista, jotka saattavat olla vielä tällä hetkellä riippuvaisia ​​takapihallasi: The Amazing Tardigrade
  • Vain hauskaa: Auringon kiertorataa varten tarvittava energia on noin 2.6478 × 1033 joules tai 7.3551 × 1029 wattituntia tai 6,385 x 1017 megatonit TNT: stä. Viitaten, suurin räjähtänyt ydinräjähdys (Neuvostoliiton Tsar Bomba) "vain" tuotti 50 megaton TNT: n energian arvoa. Joten kesti noin 12 657 000 000 000 sellaista ydinpommia, jotka oli räjäytetty oikeaan paikkaan pysäyttääkseen maapallon kappaleissaan auringon ympäri.
  • Hämmästyttävää, jos me todella pystyy muuntamaan asian täydellisesti energia 1 kg asia on täysin tuhottu, tuotetun energian vain, että pieni määrä asia on noin 42,95 mega tonnia TNT. Joten aikuinen mies painaa noin 200 puntaa on jonnekin lähellä 4000 megaton TNT potentiaalia niiden asia, jos täysin tuhottu. Tämä on noin 80-kertaista enemmän energiaa kuin edellä mainitun Tzar Bomban tuottaman, joka itse tuotti noin 1400 kertaa voimakkaamman voiman kuin Hiroshiman ja Nagasakin pommien pommien yhdistetyt räjähdykset. Jotta havainnollistettaisiin vielä, 1 megatoni TNT: stä, joka muunnetaan kilowattitunteina, tuottaa tarpeeksi sähköä keskimääräisen amerikkalaisen kodin teholle noin 100 000 vuotta. Se riittää myös valtaamaan koko Yhdysvaltoja hieman yli 3 päivää. Niinpä 1 kg jotain ainetta täysin tuhoutuisi voisivat valtaa koko Yhdysvallat noin neljä kuukautta. Yksi keskimääräinen täysikasvuinen mies, silloin kun se kokonaan tuhoutui, tuottaa tarpeeksi energiaa Yhdysvaltojen valtaan noin 30 vuoden ajan, jos voimme hyödyntää kaiken tämän energian. Energiakriisi ratkaistiin. 😉
  • Täysin epämiellyttävässä mittakaavassa tyypillinen supernova-räjähdys antaa noin 10 000 000 000 000 000 000 000 megatonin TNT: stä.

Jätä Kommentti