Aká je najhorúcejšia teplota?

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 09:38

Myšlienka absolútnych horúcich prameňov od jej známeho bratranca, absolútna nula, ktorá, ako si možno spomeniete, je 0 K, -273,15 ° C alebo -459,67 ° F. A hoci skrátené definície najnižšej teploty často uvádzajú, že je v ktorom sa záležitosť zastaví, je to technicky nesprávne. Absolútna nula je v skutočnosti bodom, kedy molekulárny pohyb už nevytvára teplo (ale má nulovú energiu).

Naopak, absolútne horúci, potom by mohol byť definovaný ako bod, kedy molekulárny pohyb nemohol produkovať žiadne teplo, bez ohľadu na okolnosti.

V štandardnom modeli vesmíru dosiahla najhorúcejšia možná teplota, ktorá bola kedy dosiahnutá, zlomku sekundy (10^-43) po Veľkom tresku. Počas tohto nepatrného časového obdobia (nazývaného jeden Planckov čas) sa vesmír predpokladá, že bol len malou dĺžkou Planckova (10^-35 metrov) a dosiahli absolútnu teplotu pri 10 ° C³² K (nazývaná teplota Planck). Pre porovnanie, naše Slnko je mizivé 1,571 x 10⁷ K v strede a najvyššia teplota, ktorú vôbec vytvoril človek, je v súčasnosti 5,5 X 10¹² K.

Akonáhle je Planckova teplota najhorúcejšou teoreticky dosiahnutou teplotou v našom vesmíre, fyzici predpokladajú, že pri akejkoľvek teplote vyššej ako Planck by gravitačné sily postihnutých častíc boli rovnako silné ako ostatné základné sily (elektromagnetické a slabé a silné nukleárne) čo vedie k tomu, že všetky štyri sa stanú jednotnými ako jedna sila. Čo sa potom stane? Nikto nevie, ako sa v súčasnosti uznávajú konvenčné modely fyziky po tomto bode. Samozrejme, to všetko je teoretické, pretože nikto ešte nemá prísť s prijatou kvantovou teóriou gravitácie. Ako to opísal laureát Nobelovej ceny Steven Weinberg, čokoľvek sa stane pri teplotách nad 10 rokov³² K zostáva zakrytý "závojom".

Treba poznamenať, že nie všetci fyzici dodržiavajú štandardný model a niektorí dávajú prednosť napríklad teórii reťazca, ktorá sa pokúša opísať všetky štyri základné sily ako rôzne prejavy jediného základného objektu (reťazec). Pre teoretikov s reťazcami je najvyššia možná teplota oveľa nižšia, než je predpokladaná štandardným modelom; nazývaná teplota Hagedorn, je to bod, v ktorom bežná hmota už nie je stabilná a buď sa "vyparuje", alebo sa mení na hmotnosť kvarku. Pod touto teóriou sa myslí, že bod, v ktorom sa to stane, alebo absolútne horúce, je len 10³⁰ K alebo okolo 1% teploty Planck.

Bonusové fakty:

• Počas kúrenia niečoho, kde sa blíži teplota Planck, je ďaleko za našou technológiou, niečo nie je ochladzovanie nadol na absolútnu nulu. Napríklad v roku 2015 sa vedci v MIT podarilo ochladiť molekuly sodíka draslíka na iba 500 nanokovových alebo 500 miliárd 1 K
• Aspoň jedno zviera môže prežiť za studena blížiacej sa absolútnej nuly - tardigrade. Tiež známy ako vodný medveď, ukázalo sa, že táto mikroskopická bytosť je schopná prežiť niekoľko minút zmrazenie iba o 1 stupeň nad absolútnou nulou. Môže tiež prežiť zahriatie na teplotu, ktorá je ďaleko nad teplotou varu vody. Nie je ich jediný ohromujúci trik prežitia, tardigradovia môžu prežiť mnohé ďalšie extrémy, ktoré my ľudia okamžite zomreli. Môžete sa dozvedieť viac o týchto fascinujúcich tvorov, ktoré môžu byť v súčasnosti visieť vo vašom záhrade: Amazing Tardigrade
• Len pre zábavu: Energia potrebná na zastavenie Zeme okolo Slnka je približne 2,6478 × 10³³ jouly alebo 7,3551 × 10²⁹ watt hodín alebo 6,3285 x 10¹⁷ megatóny TNT. Najväčší jadrový výbuch, ktorý kedy vybuchol (cár Bomba Sovietskeho zväzu), "len" produkoval 50 megatónov energie TNT. Takže by to trvalo asi 12.657.000.000.000.000 tých jadrových bômb odpálených na správnom mieste, aby zastavili Zem na svojich dráhach na svojej obežnej dráhe okolo Slnka.
• Je prekvapujúce, že keby sme boli skutočne schopní dokonale premeniť hmotu na energiu s 1 kg hmoty, ktorá bola úplne zničená, energia vyrobená z tohto malého množstva hmoty je asi 42,95 mega ton TNT. Takže dospelý muž s hmotnosťou okolo 200 libier má niekde v blízkosti 4000 megatónov TNT potenciálu vo svojej veci, ak je úplne zničený. Je to asi 80-krát viac energie, ako bolo vyrobené vyššie uvedeným Czar Bomba, ktorý sám vyvolal výbuch asi 1400 krát silnejší ako kombinované výbuchy bomby klesli na Hirošimu a Nagasaki. Na ďalšiu ilustráciu, 1 megaton TNT, pri prepočte na kilowatthodiny, robí dostatok elektriny na napájanie priemerného amerického domu asi 100 000 rokov. Je tiež dostatočné na to, aby celé Spojené štáty mohli trochu viac ako 3 dni. Takže 1 kg nejakej hmoty, ktorá je úplne zničená, dokáže napájať celé Spojené štáty asi štyri mesiace. Jeden priemerný dospelý muž potom, keď bol úplne zničený, by vyrobil dostatok energie na to, aby mohol USA asi 30 rokov, ak by sme mohli využiť všetku energiu. Energetická kríza vyriešená. 😉
• Na úplne prekvapivom meradle bude typická explózia supernov uvoľňovať asi 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 megatónov TNT.