На uCrazy 18 лет 1 месяц
Абсолютный ноль температуры -273,15°C. А какой «абсолютный максимум»?
Задумывались ли вы когда-нибудь, почему абсолютный ноль составляет именно -273,15 градусов Цельсия, а не -250 °C или -300 °C? И что вообще определяет температуру вещества? Ответ на вопрос довольно прост — скорость движения молекул или атомов вещества, которая обуславливается сообщаемой ему энергией.
Снижение температуры нагретого тела равно снижению скорости движения его атомов, а их «остановка» будет означать, что тело более не излучает тепловой энергии, находясь в состоянии полного термодинамического покоя. Это и будет температурой абсолютного нуля, недостижимого на практике. Но даже при абсолютном ноле молекулы и атомы не станут абсолютно неподвижными - некоторые колебания все равно будут происходить. Это следует из принципа неопределенности Гейзенберга.
С этим понятно, а что насчет перемещения в противоположную сторону температурной шкалы, иначе говоря, есть ли предел у высокой температуры?
Если отталкиваться от примера с абсолютным нулем, вещество должно прекратить нагреваться, как только составляющие его элементарные частицы достигнут скорости света, ибо выше ее ничего двигаться не может. Однако это не совсем так. Вы можете сообщать веществу энергию и после того, как будет достигнут предел скорости движения частиц, и всё же, как считают физики, в какой-то момент вещество больше не сможет становиться еще более горячим.
Опираясь на известные научные данные, проведем мысленный эксперимент и посмотрим, что будет происходить при «бесконечном» нагревании, к примеру, воды.
При достижении нескольких тысяч градусов молекулы превращенной в пар жидкости начнут распадаться на кислород и водород, а если продолжить нагрев дальше, материя начнет распадаться уже на уроне атомов. В результате получится состоящая из электронов и атомных ядер ионизированная плазма. Если продолжить нагрев, при достижении порядка 20 млрд градусов наступит очередь ядер атомов, которые распадутся на протоны и нейтроны.
При 2 триллионов градусов разорвутся самые крепкие связи, и мы получим бульон из фундаментальных частиц, именуемых кварками и глюонами. Но и это не предел...
Увеличьте температуру глюонового супа в 1000 раз, и вы превратите материю в чистую радиацию, наподобие света. Но система всё еще готова принять огромное количество энергии и продолжать разогреваться. Насколько далеко это может зайти? Вплоть до того момента, когда «сжатая» в пространстве энергия не начнет образовывать черные дыры, которые тут же будут распадаться до состояния низкоэнергетического излучения.
Это и есть известный науке предел накопления энергии, соответствующий температуре 10^32 Кельвина, именуемой планковской. Только вот энергии во Вселенной еще больше, а значит гипотетически мы можем продолжить накачивать ею систему.
Что произойдет или должно произойти при преодолении порога планковской температуры?
Возможно, это привело бы к рождению новой Вселенной или к чему-то такому, чего мы пока не можем представить. А если честно, на этот вопрос нет ответа, ибо не существует пока теории, которая могла бы описать физику мира, в котором были бы возможны подобные температуры.
С этим понятно, а что насчет перемещения в противоположную сторону температурной шкалы, иначе говоря, есть ли предел у высокой температуры?
Если отталкиваться от примера с абсолютным нулем, вещество должно прекратить нагреваться, как только составляющие его элементарные частицы достигнут скорости света, ибо выше ее ничего двигаться не может. Однако это не совсем так. Вы можете сообщать веществу энергию и после того, как будет достигнут предел скорости движения частиц, и всё же, как считают физики, в какой-то момент вещество больше не сможет становиться еще более горячим.
Опираясь на известные научные данные, проведем мысленный эксперимент и посмотрим, что будет происходить при «бесконечном» нагревании, к примеру, воды.
Источник изображения: esa.int
При достижении нескольких тысяч градусов молекулы превращенной в пар жидкости начнут распадаться на кислород и водород, а если продолжить нагрев дальше, материя начнет распадаться уже на уроне атомов. В результате получится состоящая из электронов и атомных ядер ионизированная плазма. Если продолжить нагрев, при достижении порядка 20 млрд градусов наступит очередь ядер атомов, которые распадутся на протоны и нейтроны.
При 2 триллионов градусов разорвутся самые крепкие связи, и мы получим бульон из фундаментальных частиц, именуемых кварками и глюонами. Но и это не предел...
Увеличьте температуру глюонового супа в 1000 раз, и вы превратите материю в чистую радиацию, наподобие света. Но система всё еще готова принять огромное количество энергии и продолжать разогреваться. Насколько далеко это может зайти? Вплоть до того момента, когда «сжатая» в пространстве энергия не начнет образовывать черные дыры, которые тут же будут распадаться до состояния низкоэнергетического излучения.
Источник изображения: zidbits.com
Это и есть известный науке предел накопления энергии, соответствующий температуре 10^32 Кельвина, именуемой планковской. Только вот энергии во Вселенной еще больше, а значит гипотетически мы можем продолжить накачивать ею систему.
Что произойдет или должно произойти при преодолении порога планковской температуры?
Возможно, это привело бы к рождению новой Вселенной или к чему-то такому, чего мы пока не можем представить. А если честно, на этот вопрос нет ответа, ибо не существует пока теории, которая могла бы описать физику мира, в котором были бы возможны подобные температуры.
Комментарии1
