Mis on võimalikult kuumim temperatuur?

Mis on võimalikult kuumim temperatuur?

Absoluutsete kuumaveeallikate idee tema tuntumast nõbuljast, absoluutne null, mis, nagu võite meenutada, on 0 K, -273,15 ° C või -459,67 ° F. Ja kuigi madalaima temperatuuri lühendatud määratlused kinnitavad sageli, et see on punkt, kus asi enam ei liigu, on see tehniliselt vale. Absoluutne null on tegelikult punkt, kus molekulaarne liikumine enam ei tekita kuumus (kuid sellel on nullpunktienergia).

Vastupidi, absoluutne kuum, siis võiks määratleda kui punkt, kus molekulaarne liikumine ei suuda kuumust tekitada, olenemata asjaoludest.

Universumi standardmudelis saavutati kõige kuumem võimalik temperatuur, mis oli mõni sekund (10-43) pärast Big Bang. Sellel minimaalsel ajaperioodil (nimetatakse üheks Plancki ajaks) arvatakse, et universum on olnud vaid üks väike Plancki pikkus (10-35 meetrit) ja jõudnud absoluutsele kuumale tasemele 10-le32 K (nimetatakse Plancki temperatuuri). Võrdluseks on meie Päike mõõdukas 1,571 x 107 K selle keskele ja inimese kunagi loodud kõrgeim temperatuur on praegu 5,5 X 1012 K.

Kui Plancki temperatuur on meie universumis kunagi kõige levinumasse temperatuurini, arvavad füüsikud olevat, et igal temperatuuril, mis on kõrgem kui Planck, muutuvad kahjustatud osakeste gravitatsioonijõud samavõrd sama tugevaks kui muud põhilised jõud (elektromagnetilised ja nõrgad ja tugev tuumarelv). mille tulemusena kõik neli ühtset kui ühte jõudu. Mis juhtub siis? Keegi ei tea, nagu praegusel hetkel aktsepteeritud tavapärased füüsika mudeleid jagatakse pärast seda punkti. Loomulikult on see kõik teoreetiline, kuna keegi ei ole veel leidnud heakskiidetud kvanttehnoloogilist gravitatsiooniteooriat. Nagu Nobeli preemia laureaat Steven Weinberg kirjeldas seda, mis iganes juhtub temperatuuridel üle 1032 K jääb varjatuks.

Tuleb märkida, et mitte kõik füüsikud järgivad standardmudelit ja mõned eelistavad näiteks String teooriat, mis üritab kirjeldada kõiki nelja põhijõudu kui ühte põhielementi (stringid) erinevatest ilmingutest. Järjekorra teoreetikute puhul on kõrgeim võimalik temperatuur madalam kui standardmudeli puhul; mida nimetatakse Hagedorni temperatuuriks, on see punkt, kus tavaline aine pole enam stabiilne ja kas "aurustub" või muutub karbonaadiks. Selle teooria kohaselt on punkt, kus see juhtub, või absoluutne kuum, arvatakse olevat vaid 1030 K või umbes 1% Plancki temperatuuri.

Boonus faktid:

  • Kuigi midagi kuumutamist Plakki temperatuuri lähedal asuvasse kohta on praeguseks kaugel meie praegusest tehnoloogiast, pole jahutamist midagi absoluutse nulli lähedusse. Näiteks õnnestus 2015. aastal MIT-i uurijatel naatriumkaaliummolekulide jahtuda kuni 500 nanokelvini või 500 miljardise paari 1 K.
  • Vähemalt üks looma võib ellu jääda, külm läheneb absoluutsele nullile - tardigrade. Tuntud ka kui veekiht, on see mikroskoopiline olemus võimeline jääma, kui see on külmutatud mitu minutit, ainult 1 kraadi võrra suurem absoluutnull. See võib ka ellu jääda, kuumutades temperatuuri, mis jääb vee keemistemperatuurist kaugemale. Mitte nende ainus hämmastav ellujäämise trikk, tardigrades võivad jääda ellu paljude teiste äärmuste eest, keda me inimestel sureksime koheselt. Võite rohkem teada saada nende põnevate olendite kohta, mis võivad teie kodus isegi praegu rippuda: The Amazing Tardigrade
  • Lihtsalt lõbusaks: päikese pöörleva Maa peatamiseks vajalik energia on umbes 2.6478 × 1033 džaulid või 7,351 × 1029 vatt-tundi või 6,3285 x 1017 TNT megatonid. Viidetena lõi suurim tuumaplokk ("Nõukogude Liidu" Tsar Bomba) "ainult" 50 megatoni TNT-st energiat. Nii et see võtab umbes 12 657 000 000 000 000 nendest tuumapommidest, mis on õiges kohas maha surutud, et peatada Maa selle pühapäeval orbiidil.
  • Hämmastav, et kui me suudaksime tegelikkuses ainest täiuslikult energia muundada, kui 1 kg ainet täielikult hävitatakse, on just sellest väikesest kogusest saadav energia umbes 42,95 miljonit tonni TNT. Nii et täiskasvanud mees, kes kaalub ligikaudu 200 naela, on oma asjas peaaegu 4000 megatoni TNT potentsiaali lähedal, kui see täielikult hävitatud. See on umbes 80 korda rohkem energiat kui see, mida toodi eespool nimetatud Tzar Bomba, mis ise tekitas lööklaine umbes 1400 korda võimsam kui Hiroshimas ja Nagasaki langenud pommide kombineeritud plahvatused. Täiendavaks illustratsiooniks on 1 megaton TNT-i, kui see konverteeritakse kilovatt-tundini, elektrienergiat, et toita keskmiselt ameeriklane kodus umbes 100 000 aastat. Samuti on piisav, et kogu Ameerika Ühendriigid saaksid veidi üle 3 päeva. Nii et umbes 1 kg mõnda ainet täielikult hävitatud oleks võimeline kogu Ameerika Ühendriike kasutama umbes neli kuud. Üks keskmine täiskasvanud meessoost annaks siis, kui see täielikult hävitada, toota USA jaoks piisavalt energiat 30 aastaks, kui saaksime kogu selle energia hankida. Energiakriis lahendatud.カ
  • Täiesti murettekitavas plaanis tekitab tavaline supernova plahvatus umbes 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 megatoni TNT-st.

Jäta Oma Kommentaar