Что такое самая горячая температура?

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 09:37

Идея абсолютных горячих источников от его более известного двоюродного брата, абсолютного нуля, который, как вы помните, составляет 0 K, -273.15 ° C или -459.67 ° F. И хотя сокращенные определения самой низкой температуры часто указывают, что это точка, в которой материя перестает двигаться, это технически некорректно. Абсолютный ноль - фактически точка, в которой молекулярное движение больше не производит высокая температура (но имеет нулевую энергию).

И наоборот, абсолютная температура тогда может быть определена как точка, в которой молекулярное движение не может произвести больше тепла, независимо от обстоятельств.

В Стандартной модели вселенной самая жаркая возможная температура, когда-либо достигнутая, достигала доли секунды (10^-43) после Большого Взрыва. В течение этого незначительного периода времени (называемого одним планковским временем) вселенная, как полагают, имела только одну крошечную длину Планка (10^-35 метров) и достигли абсолютного жара при 10³² K (называемая температурой Планка). Для сравнения, наше Солнце является ничтожным 1.571 x 10⁷ K в центре и самая высокая температура, когда-либо созданная человеком, в настоящее время составляет 5,5 X 10¹² K.

Физики, находящиеся за пределами температуры Планка, являются самой горячей температурой, когда-либо теоретически достигнутой в нашей вселенной, физики предполагают, что при любой температуре выше Планка гравитационные силы пораженных частиц станут такими же сильными, как другие фундаментальные силы (электромагнитное и слабое и сильное ядерное) в результате чего все четыре становятся едиными как одна сила. Что происходит тогда? Никто не знает, как в настоящее время принято считать, что обычные модели физики ломаются после этого момента. Конечно, все это теоретично, так как еще никто не должен придумывать принятую квантовую теорию гравитации. Как описал его лауреат Нобелевской премии Стивен Вайнберг, что бы ни происходило при температуре выше 10³² K остается закрытым «вуалью».

Следует отметить, что не все физики следуют Стандартной модели, а некоторые предпочитают, например, String Theory, которая пытается описать все четыре фундаментальные силы как разные проявления одного базового объекта (строки). Для теоретиков струн максимально возможная температура намного ниже, чем стандартная модель; называемой температурой Хагедорна, это точка, в которой обычное вещество перестает быть стабильным и «испаряется» или изменяется на вещество кварка. Согласно этой теории, точка, в которой это происходит, или абсолютная температура, считается равной 10³⁰ K, или около 1% температуры Планка.

Бонусные факты:

• При нагревании чего-то в любом месте, близком к температуре Планка, далеко за пределами наших технологий в настоящее время, охлаждение чего-то до почти абсолютного нуля не является. Например, в 2015 году исследователям Массачусетского технологического института удалось охладить молекулы калия натрия до 500 нанокельвинов или 500 миллиардов долей 1 K.
• По крайней мере, одно животное может выжить в холоде, приближаясь к абсолютному нулю - тиреград. Было показано, что это микроскопическое существо, которое также известно как медведь с водой, может выдерживать замораживание в течение нескольких минут на уровне 1 градуса выше абсолютного нуля. Он также может выдерживать нагревание до температур, значительно превышающих температуру кипения воды. Не их единственный поразительный трюк для выживания, tardigrades могут пережить множество других крайностей, в которые мы, люди, умрем мгновенно. Вы можете узнать больше об этих увлекательных существах, которые могут быть в настоящее время свисающими на заднем дворе здесь: The Amazing Tardigrade
• Просто для удовольствия: энергия, необходимая для остановки Земли, вращающейся вокруг Солнца, составляет около 2,6478 × 10³³ джоулей или 7,351 × 10²⁹ Вт или 6,3285 х 10¹⁷ мегатонны TNT. Для справки, крупнейший ядерный взрыв, когда-либо взорванный (Царь Бомба от Советского Союза), «только» произвел 50 мегатонн энергии энергии TNT. Таким образом, потребуется около 12 657 000 000 000 000 ядерных бомб, взорванных в правильном месте, чтобы остановить Землю на своих орбитах вокруг ее Солнца.
• Удивительно, но если бы мы действительно смогли полностью конвертировать вещество в энергию с полностью уничтоженным 1 кг материи, энергия, получаемая из этого небольшого количества вещества, составляет около 42,95 мегатонн тротила. Таким образом, взрослый мужчина, весом около 200 фунтов, имеет где-то около 4000 мегатонн ТНТ-потенциала в своем веществе, если он полностью уничтожен. Это примерно в 80 раз больше энергии, чем было произведено вышеупомянутой Царем Бомба, которая сама произвела взрыв примерно в 1400 раз мощнее, чем комбинированные взрывы бомб, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки. Чтобы дополнительно проиллюстрировать, 1 мегатонна тротила, когда она превращается в киловатт-часы, производит достаточное количество электроэнергии для питания среднего американского дома в течение примерно 100 000 лет. Этого также достаточно, чтобы привести в действие все Соединенные Штаты в течение чуть более 3 дней. Таким образом, 1 кг какого-либо вещества, полностью уничтоженного, сможет управлять Соединенными Штатами в течение четырех месяцев. Тогда один средний взрослый мужчина, когда он полностью уничтожен, будет производить достаточную энергию для питания США в течение примерно 30 лет, если мы сможем использовать всю эту энергию. Решен энергетический кризис. 😉
• В совершенно непонятной шкале типичный взрыв сверхновой будет выделять около 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 мегатонн ТНТ.