Was ist die heißeste mögliche Temperatur?

Was ist die heißeste mögliche Temperatur?

Die Idee der absoluten heißen Quellen stammt von ihrem bekannteren Verwandten, dem absoluten Nullpunkt, der, wie Sie sich vielleicht erinnern, 0 K, -273,15 ° C oder -459,67 ° F ist. Und obwohl verkürzte Definitionen der niedrigsten Temperatur häufig angegeben werden An dem Punkt, an dem sich die Materie nicht mehr bewegt, ist dies technisch falsch. Absoluter Nullpunkt ist eigentlich der Punkt, an dem die molekulare Bewegung nicht mehr erzeugt wird Hitze (hat aber Nullpunktenergie).

Umgekehrt könnte absolut heiß als der Punkt definiert werden, an dem die molekulare Bewegung unabhängig von den Umständen keine weitere Wärme erzeugen kann.

Im Standardmodell des Universums lag die heißeste Temperatur, die jemals erreicht wurde, im Bruchteil einer Sekunde (10)-43) nach dem Urknall. In dieser winzigen Zeitspanne (eine Planck-Zeit genannt) wird angenommen, dass das Universum nur eine winzige Planck-Länge (10) hatte-35 Meter) und bei 10 absolut heiß geworden32 K (Planck-Temperatur genannt). Zum Vergleich: Unsere Sonne ist mäßig 1.571 x 107 K in seiner Mitte und die höchste Temperatur, die der Mensch je geschaffen hat, liegt derzeit bei 5,5 x 1012 K.

Abgesehen davon, dass die Planck-Temperatur die heißeste Temperatur ist, die theoretisch in unserem Universum jemals erreicht wurde, gehen die Physiker davon aus, dass bei jeder Temperatur, die höher als Planck ist, die Gravitationskräfte der betroffenen Teilchen genauso stark werden würden wie die anderen fundamentalen Kräfte (elektromagnetische und schwache und starke Atome). was dazu führt, dass alle vier als eine Kraft vereint werden. Was passiert dann? Niemand weiß, wie derzeit akzeptierte konventionelle Physikmodelle nach diesem Punkt zusammenbrechen. Natürlich ist das alles theoretisch, da sich noch niemand mit einer anerkannten Quantentheorie der Schwerkraft auseinandersetzen muss. Wie Nobelpreisträger Steven Weinberg es beschrieb, was auch immer bei Temperaturen über 10 geschieht32 K bleibt von einem "Schleier" verdeckt.

Es sollte beachtet werden, dass nicht alle Physiker dem Standardmodell folgen, und manche bevorzugen beispielsweise die Stringtheorie, bei der versucht wird, alle vier fundamentalen Kräfte als unterschiedliche Manifestationen eines einzelnen Basisobjekts (einer Zeichenfolge) zu beschreiben. Für Stringtheoretiker ist die höchstmögliche Temperatur weit niedriger als die vom Standardmodell postulierte; Hagedorn-Temperatur genannt, ist dies der Punkt, an dem gewöhnliche Materie nicht mehr stabil ist und entweder "verdampft" oder in Quarkmaterie umgewandelt wird. Nach dieser Theorie wird angenommen, dass der Punkt, an dem dies geschieht oder absolut heiß ist, nur 10 beträgt30 K oder etwa 1% Planck-Temperatur.

Bonus Fakten:

  • Während das Erwärmen etwas nahe der Planck-Temperatur derzeit weit über unserer Technologie liegt, ist die Abkühlung auf den absoluten Nullpunkt nicht der Fall. So gelang es Forschern am MIT 2015, Natrium-Kalium-Moleküle auf nur 500 Nanokelvin oder 500 Milliardstel von 1 K zu kühlen.
  • Mindestens ein Tier kann Kälte überstehen, die sich dem absoluten Nullpunkt nähert - der Tardigrade. Das mikroskopisch kleine Wesen, das auch als Wasserbär bekannt ist, hat gezeigt, dass es mehrere Minuten bei nur 1 Grad über dem absoluten Nullpunkt eingefroren bleiben kann. Es kann auch überleben, wenn es auf Temperaturen weit über der Siedetemperatur von Wasser erhitzt wird. Tardigrades sind nicht nur ein erstaunlicher Überlebens-Trick. Sie können viele andere Extreme überleben, in denen wir Menschen sofort sterben würden. Sie können mehr über diese faszinierenden Kreaturen erfahren, die möglicherweise sogar in Ihrem Hinterhof hängen: The Amazing Tardigrade
  • Nur zum Spaß: Die Energie, die benötigt wird, um die Erde zu stoppen, die die Sonne umkreist, liegt bei 2.6478 × 1033 Joule oder 7,3551 × 1029 Wattstunden oder 6,3285 x 1017 Megatonnen von TNT. Die größte jemals explodierende Atomexplosion (der Zar Bomba von der Sowjetunion) erzeugte "nur" 50 Megatonnen an TNT-Energie. Es würde also etwa 12.657.000.000.000.000 dieser Atombomben benötigen, die an der richtigen Stelle zur Explosion gebracht wurden, um die Erde in ihrer Bahn um die Sonne zu stoppen.
  • Wenn wir tatsächlich Materie perfekt in Energie umwandeln konnten, wobei 1 kg Materie vollständig vernichtet wurde, beträgt die Energie, die nur aus dieser geringen Menge an Materie erzeugt wird, etwa 42,95 Tonnen TNT. So hat ein erwachsener Mann mit einem Gewicht von etwa 200 Pfund irgendwo in der Nähe von 4000 Megatonnen TNT-Potenzial in seiner Materie, wenn er vollständig vernichtet wird. Das ist etwa 80-mal mehr Energie als von dem zuvor erwähnten Zar Bomba produziert wurde, der selbst eine Explosion von etwa 1.400-mal stärker erzeugte als die kombinierten Explosionen der Bomben, die auf Hiroshima und Nagasaki fielen. Um zu verdeutlichen, dass 1 Megatonnen TNT in Kilowattstunden umgerechnet genug Strom erzeugt, um ein durchschnittliches amerikanisches Haus etwa 100.000 Jahre lang mit Strom zu versorgen. Es ist auch genug, um die gesamten Vereinigten Staaten für etwas mehr als 3 Tage zu betreiben. Ein Kilogramm, das vollständig vernichtet wurde, könnte also die gesamten Vereinigten Staaten etwa vier Monate lang mit Strom versorgen. Ein durchschnittlicher erwachsener Mann würde dann, wenn er vollständig vernichtet wurde, genug Energie erzeugen, um die USA für etwa 30 Jahre mit Strom zu versorgen, wenn wir all diese Energie nutzen könnten. Energiekrise gelöst 😉
  • Auf einer völlig verwirrenden Skala wird eine typische Supernova-Explosion ungefähr 10.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 Megatonnen TNT abgeben.

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