Mi a legmelegebb hőmérséklet lehetséges?

2024 Szerző: Sherilyn Boyd | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 09:39

Az abszolút forró források ötlete abszolút nullától, melynek ismerete szerint 0 K, -273.15 ° C vagy -459.67 ° F. És bár a legalacsonyabb hőmérséklet rövidített meghatározása gyakran azt jelenti, az a pont, amelynél az anyag megáll, ez technikailag helytelen. Az abszolút nulla az a pont, ahol a molekuláris mozgás már nem termel hőség (de nulla pontenergiával rendelkezik).

Ezzel ellentétben az abszolút forróságot úgy definiálhatjuk, mint a pont, ahol a molekuláris mozgás nem tud többet termelni, függetlenül attól, hogy milyen körülmények között.

Az univerzum standard modelljében a legmelegebb lehetséges hőmérséklet elérte a másodperc törtrészét (10^-43) a Big Bang után. Azon a rövid idő alatt (amit egy Planck időnek neveznek), úgy gondolják, hogy az Univerzum csak egy apró Planck hosszúságú (10^-35 méter) és elérte az abszolút forróságot 10 ° C-on³² K (Planck hőmérséklet). Összehasonlításképpen, a Nap mérsékelten 1,571 x 10⁷ K a közepén és a legmagasabb hőmérséklet az ember által valaha létrehozott jelenleg 5,5 x 10¹² K.

A Planck-hőmérsékleten túlmenően a Planck-féle hőmérsékleten a legforróbb hőmérséklet, melyet elméletileg elérhetünk a világegyetemben, a fizikusok feltételezik, hogy a Planck-nál magasabb hőmérsékletnél az érintett részecskék gravitációs ereje ugyanolyan erős lesz, mint a többi alapvető erő (elektromágneses és gyenge és erős atom) így mind a négy egység egy erővé válik. Mi történik akkor? Senki sem tudja, hogy a jelenleg elfogadott hagyományos fizikai modellek lebontják ezt a pontot. Természetesen mindez elméleti, hiszen még senki sem tudott elfogadni a gravitációs kvantumelméletet. Mint Nobel-díjas Steven Weinberg leírta, bármi történik a 10-esnél magasabb hőmérsékleteken³² K-t eltakarítja a "fátyol".

Meg kell jegyeznünk, hogy nem minden fizikus követi a standard modellt, és néhányan például a String Theory-ot választják, amely megpróbálja leírni mind a négy alapforrást, mint egy egyszerű objektum (sztring) különböző megnyilvánulásait. A húrelméletek számára a lehető legmagasabb hőmérséklet sokkal alacsonyabb, mint a standard modell által feltételezett; a Hagedorn-hőmérsékletnek nevezik, ez az a pont, amikor a hétköznapi anyag már nem stabil, és sem "elpárolog", sem pedig "kvark anyag" -ra változik. Ebben az elméletben az a pont, amikor ez történik, vagy abszolút forró, úgy gondolják, hogy csak 10³⁰ K, vagy körülbelül 1% Planck-hőmérséklet.

Bónusz tények:

• Miközben a Planck hőmérséklete közelében valami olyat fûtünk, ami messze túlmutat a technológián, a hûtés valamihez közelít az abszolút nullahoz közel. Például 2015-ben az MIT kutatói a nátrium-káliummolekulákat csak 500 nanokelvin vagy 500 milliárdos 1 K-ra hűtötték le.
• Legalább egy állat képes túlélni a hideg közeledő abszolút nulla - a tardigrade. Ezt a mikroszkopikus lényt úgy is ismerik, hogy képes túlélni, hogy néhány percig fagyassza le, az abszolút nulla felett. Azt is túlélheti, hogy a víz forró vízhőmérsékletén túl magas hőmérsékleten hevítik. Nem csak az egyetlen elképesztő túlélési trükk, a tardigradák túlélhetik számos más szélsőséget, amelyeket az emberek azonnal meghalnának. Megtudhatsz többet ezekről a lenyűgöző lényekről, amelyek talán még itt is lógnak a hátsó udvarán: az Amazing Tardigrade
• Csak szórakoztató: A Nap körül keringő Föld megállításához szükséges energia kb. 2.6478 × 10³³ joules vagy 7.3551 × 10²⁹ watt óra vagy 6,3285 x 10¹⁷ a TNT megatonjai. Referenciaként a legnagyobb atomrobbanás, melyet valaha robbantott fel (a Szovjetunió cárbombája) "csak" 50 megatont termelt meg TNT energiát. Így körülbelül 12,657,000,000,000,000 atom atombombát kellett volna felrobbantani a megfelelő helyen, hogy megállítsa a Földet a pályáján a Nap körüli pályáján.
• Csodálatos módon, ha ténylegesen képesek lettünk az anyag tökéletesen energiává átalakítani, és 1 kg anyag teljesen megsemmisült, a kis mennyiségű anyagból előállított energia körülbelül 42,95 mega tonna TNT. Tehát egy felnőtt férfi, aki körülbelül 200 fontot mér, valahol a 4000 TNT potenciál közelében van, ha teljesen megsemmisült. Ez körülbelül 80-szor annyi energiát jelent, mint amennyit a fent említett Tzar Bomba termelt, amely mintegy 1,400-szor erőteljesebb robbanást okozott, mint a hiroshimai és nagasakii bombák együttes robbanása. A további szemléltetés érdekében, 1 megatonnal a TNT, kilowattórára átszámítva, elegendő villamos energiát termel az átlagos amerikai ház mintegy 100.000 évig. Ez elég ahhoz, hogy az egész Egyesült Államot egy kicsit több mint 3 napig vigye. Tehát 1 kg bizonyos anyag teljesen megsemmisült, képes lenne az egész Egyesült Államokat körülbelül négy hónapra meghajtani. Egy átlagos felnőtt férfi akkor, amikor teljesen megsemmisült, elegendő energiát termelne az Egyesült Államokba mintegy 30 éven át, ha tudnánk kihasználni ezt az energiát. Az energiaválság megoldódott. 😉
• Egy teljesen zavaró skálán, egy tipikus szupernóva-robbanás körülbelül 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000 megatont ad le a TNT-ről.