Jaká je nejhorší možná teplota?

2023 Autor: Darleen Leonard | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-09-25 22:41

Myšlenka absolutních horkých pramenů od svého známého bratrance, absolutní nula, která, jak si možná připomínáte, je 0 K, -273,15 ° C nebo -459,67 ° F. A ačkoli zkrácené definice nejnižší teploty často uvádějí, že je v okamžiku, kdy se záležitost zastaví, je to technicky nesprávné. Absolutní nula je vlastně bodem, kde molekulární pohyb již neprodukuje teplo (ale má nulovou bodovou energii).

Naopak absolutní teplo by mohlo být definováno jako bod, kdy molekulární pohyb nemohl vytvářet žádné teplo, bez ohledu na to, jaké okolnosti.

Ve standardním modelu vesmíru dosáhla nejhorší možná teplota, která se kdy dosáhla, zlomku sekundy (10^-43) po Velkém třesku. Během tohoto nepatrného časového období (nazývaného jeden Planckův čas) se předpokládá, že vesmír byl pouze malý Planckův délek (10^-35 metry) a dosáhly absolutní teploty při 10 ° C³² K (tzv. Planckova teplota). Pro srovnání, naše Slunce je mírné 1,571 x 10⁷ K ve středu a nejvyšší teplota někdy vytvořená člověkem je v současné době 5,5 X 10¹² K.

Až teplota Planck je nejhorší teoreticky dosaženou teplotou v našem vesmíru, fyzikové předpokládají, že gravitační síly postižených částic budou při jakékoliv teplotě vyšší než Planck stejně silné jako ostatní základní síly (elektromagnetické a slabé a silné nukleární) což vede k tomu, že se všechny čtyři staly jednotnými jako jedna síla. Co se stane potom? Nikdo neví, neboť po tomto bodě se rozpadají konvenční modely fyziky. Samozřejmě, to vše je teoretické, protože nikdo ještě nepřišel s přijatou kvantovou gravitační teorií. Jak to popsal laureát Nobelovy ceny Steven Weinberg, cokoli se stane při teplotách nad 10 let³² K zůstává zakrytý "závojem".

Je třeba poznamenat, že ne všichni fyzici následují standardní model a někteří preferují například teorii řetězce, která se pokouší popsat všechny čtyři základní síly jako různé projevy jediného základního objektu (řetězce). U teoretiků strun je nejvyšší možná teplota daleko nižší, než předpokládá standardní model; nazývá se teplota Hagedorn, je to místo, kdy běžná hmota již není stabilní a buď se "odpařuje", nebo se změní na hmotu kvarků. Podle této teorie se považuje ten okamžik, kdy se to stane nebo absolutní horko, za pouhých 10 let³⁰ K nebo asi 1% Planckovy teploty.

Bonusové fakty:

• Zatímco něco ohříváme, kdekoli v blízkosti teploty Planck je daleko za naší technologií, chlazení něco dolů až k absolutní nulu není. Například v roce 2015 se vědci z MIT podařilo ochladit molekuly draslíku sodíku na pouhých 500 nanocelvinů nebo 500 miliard v 1 K.
• Přinejmenším jedno zvíře může přežít za studena blížící se absolutní nulu - tardigrade. Také známý jako vodní medvěd, ukázalo se, že tato mikroskopická bytost je schopná přežít několik minut zmražených pouze o 1 stupeň nad absolutní nulou. Může také přežít při ohřátí na teploty, které výrazně překračují teplotu varu vody. Není to jejich jediný ohromující trik pro přežití, tardigradové mohou přežít řadu dalších extrémů, které my lidé okamžitě zemřou. Můžete se dozvědět více o těchto fascinujících tvarech, které mohou být dokonce v současné době viset ve vašem dvorku: Amazing Tardigrade
• Jen pro zábavu: Energie potřebná k zastavení Země kolem Slunce je asi 2,6478 × 10³³ jouly nebo 7,3551 × 10²⁹ watt hodin nebo 6,3285 x 10¹⁷ megatony TNT. Jako reference, největší jaderná exploze, kterou někdy odpálil (cárový bombardér Sovětského svazu) "pouze" produkovala 50 megatonů energie TNT. Takže by to zabralo asi 12.657.000.000.000.000 těch jaderných bomby detonovaných na správném místě, aby zastavila Zemi ve svých stopách na své oběžné dráze kolem Slunce.
• Překvapivě, kdybychom byli schopni dokonale přeměňovat hmotu na energii s tím, že 1 kg hmoty je zcela zničena, energie vyrobená právě z toho malého množství hmoty je asi 42,95 mega tun TNT. Takže dospělý pes, který váží asi 200 liber, má někde v blízkosti 4000 megatonů potenciálu TNT v jejich hmotě, pokud je zcela zničen. Je to zhruba 80krát více energie, než bylo vyrobeno výše zmíněným Tzar Bombou, které samo o sobě vyprodukovalo výbuch asi 1400krát silnější než kombinované výbuchy bomb, které upadly na Hirošimu a Nagasaki. Pro další ilustraci, 1 megaton TNT, při přepočtu na kilowatthodiny, činí dostatečnou elektřinu pro napájení průměrného amerického domova zhruba 100 000 let. Je také dost silné pro všechny Spojené státy po dobu kratší než 3 dny. Takže 1 kg nějaké záležitosti, která je úplně zničena, by mohla napájet celé Spojené státy asi čtyři měsíce. Jeden průměrný dospělý muž poté, když byl úplně zničen, produkuje dostatečnou energii, aby mohl napájet USA asi 30 let, kdybychom mohli využít veškerou energii. Energetická krize byla vyřešena. 😉
• Na zcela záludné míře typická exploze supernovy vynese asi 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 megatunů TNT.