Минимальная температура во вселенной


Понятие температуры появилось еще в глубокой древности. С тех пор оно не претерпело существенных изменений. Как в древности, считалось, что температура это мера «нагретости» тела, так и теперь. Взгляды древних ученых и современных разнятся лишь в описании ее сущности. В древности люди полагали, что температура есть результат наличия у тела особой невесомой материи – теплорода. Сейчас же известно, что температура есть мера внутренней энергии тела – энергии, обусловленной хаотическим движением молекул, частиц из которых состоят тела.

Самое холодное место во вселенной

Рекордно низкая температура за все время наблюдений на Земле была зафиксирована в Антарктиде на российской станции Восток 21 июля 1983 г. Температура -89,2 °С была измерена полярниками и занесена в журнал наблюдений. Этот рекорд долгое время не был побит. В декабре 2013 г., американские ученые доложили об открытии области в Антарктиде, где температура часто устанавливается ниже рекордной. По их данным в этой области температура может достигать экстремальных значений до -93,2 °С. При такой температуре человека ждет летальный исход примерно через две минуты, но даже такую температуру трудно представить, хоть она и находиться совсем близко, на нашей планете Земле.


Но во вселенной есть места куда менее дружелюбные и температуры там достигают запредельных и невообразимых отметок.

Туманность Бумеранг — молодая планетарная туманность и самый холодный объект в известной нам Вселенной. Туманность лежит в созвездии Центавр в 5 тысячах световых лет от Земли. Она сформировалась вокруг яркой центральной звезды, когда она сбросила облако газа на одном из последних этапов своей жизни. Эта туманность расширяется и выбрасывает охлажденный газ со скоростью 500 000 км/ч. За счет огромной скорости выброса молекулы газа охладились до —271 °С. Это является самой низкой из официально зарегистрированных естественных температур. И, казалось бы, куда еще меньше, но и эта температура не является самой низкой.

Абсолютный ноль

Что такое абсолютный ноль? Действительно ли такая температура может существовать во Вселенной? Можем ли мы охладить что-либо до абсолютного нуля в реальной жизни?

Абсолютный ноль — это температура -273,15 градусов Цельсия, -459,67 по Фаренгейту и просто 0 по Кельвину. Это точка, где тепловое движение полностью останавливается. Но такая температура нигде не встречается в известной нам вселенной, так что речь пойдет о лабораторных условиях достижения абсолютного нуля.


Все останавливается?

В классическом рассмотрении вопроса при абсолютном нуле останавливается все, но здесь не обойтись без квантовой механики. Одним из предсказаний квантовой механики, является то, что невозможно измерить точное положение или импульс частицы с совершенной определенностью. Это известно как принцип неопределенности Гейзенберга.

Если бы вы могли охладить герметичную комнату до абсолютного нуля, произошли бы странные вещи. Давление воздуха упало бы практически до нуля, и поскольку давление воздуха обычно противостоит гравитации, воздух сколлапсирует в очень тонкий слой на полу.

Но даже в этом случае, если вы сможете измерить отдельные молекулы, вы обнаружите кое-что любопытное: они вибрируют и вращаются, совсем немного — квантовая неопределенность в работе. Чтобы поставить точки над i: если вы измерите вращение молекул углекислого газа при абсолютном нуле, вы обнаружите, что атомы кислорода облетают углерод со скоростью несколько километров в час — куда быстрее, чем вы предполагали.

Ближе чем нам кажется

Так что же получается? Где самая низкая температура во вселенной?

На первый взгляд, кажется, что такая температура может существовать где-то очень далеко в темных глубинах космоса, которые еще не доступны нам даже для наблюдения, но как не странно, место, где температура близка к абсолютному нулю намного ближе, чем нам кажется. На Земле ученые в лабораториях все ближе и ближе подбираются к отметке абсолютного нуля. Максимально близко к «Абсолютному нулю» подобрались в США. Американские физики Эрик Корнелл (Eric Allin Cornell) и Карл Виман (Carl Wieman), в 1995 году при охлаждении атомов рубидия, достигли температуры, менее чем на 1/170 млрд. долю градуса выше абсолютного нуля.


Источник: pikabu.ru

Самая низкая температура в России

Если вы ищете, где еще можно отморозить щечки, то посетите замечательный город Верхоянск в Якутии. Население его составляет всего 1150 человек по результатам последней переписи.

Городок был основан в 1638 году как казачье зимовье — то есть, как край ссыльных и преследуемых. В последнем столетии существования Российской империи стало доброй традицией отправлять туда политических заключенных. Один из них, С. Ковалик, оборудовал там метеорологическую станцию, на которой позднее — в январе 1885 года и удалось обнаружить рекордный температурный минимум — 67,8’ C.

На территории населенного пункта таких холодов еще не видели, а точнее — не замеряли. Можно лишь содрогнуться, представив эту зиму в года, когда еще в помине не было центрального отопления.

В феврале 1933 года мороз почти побил свой же рекорд — 67,7’ С.


По некоторым данным в 1916 году в селении Оймякон температурный рекорд был побит: — 82’ C, а в 1938 г. температура там составила целых — 77,8 ‘C. С тех пор Верхоянск и Оймякон соперничают за звание самого холодного города России и мира. И если Оймякон отстаивает право называться Северным полюсом холода, то за Верхоянском все равно останется лидерство по значению среднегодовых амплитуд: почти 62’ C. Летом воздух здесь нередко прогревается до +30’ С. Однажды максимальная амплитуда составила целых 107,1 ‘C.

Жизнь в самом холодном городе России

Прелестей жизни в поселении Оймякон, в котором сейчас проживает около 500 человек, достаточно. Это живописные просторы, полное отсутствие ветра, снежный покров, который не сходит даже в июле. А кроме того, благодаря сухому морозному воздуху и экстремально низким температурам, вирусным инфекциям здесь не выжить.

Ближайшим центром является Якутск — в двух сутках пути по обледенелой трассе. В городе функционирует детский сад, школа и больница. Местные промышляют пушниной и олениной. Все жители — большая дружная семья.

Олег Сухомесов, проживший там много лет, рассказал об особенностях жизни в населенном пункте. В частности о том, что автомобильные двигатели здесь не глушат месяцами, иначе через 2 часа машина не заведется.

Ученики посещают школы даже при -60’ C, добираются туда на санях, закутанные в несколько слоев меховой одежды с ног до головы. В школе им приходится сидеть в пальто и усердно дышать на шариковые ручки.
Для местных жителей -25’ C — это тепло и такие “оттепели” тут ценятся.

Самая низкая температура во вселенной


На расстоянии 5 тысяч световых лет от Земли, в созвездии Центавр, есть сравнительно молодая туманность Бумеранг, признанная самым холодным местом во вселенной. Температура в этой области составляет — 271’ C. Эта цифра очень близка к показателю такого явления, как абсолютный нуль.

Абсолютный нуль — это нуль градусов по Кельвину или -273,15 — по Цельсию. Такого показателя можно добиться лишь в лабораторных условиях. В латинской части США учеными Эром Кореллом и Карлом Виманом почти абсолютный нуль был почти достигнут, не хватило миллионной доли градуса. В условиях такого теплового режима приостанавливается колебание молекул и они принимают фиксированное положение в кристаллической решетке. Но пока, достигнуть его никому так и не удалось.

Источник: replyon.net

Мы знаем, что минимально возможная температура составляет -273.15 °C. При такой температуре движение частиц прекращается, и выделяемая ими тепловая энергия становится равна нулю. Вероятно, должна существовать и такая точка, выше которой частицы уже не смогут выделять больше тепловой энергии, достигнув своего максимума.

Современная физика считает, что эта точка находится на уровне 1.41679 × 1032 K (Кельвинов) и называется Планковской температурой. Именно такой была температура Вселенной в первые доли секунд после Большого взрыва.


Как Кельвины перевести в Цельсии?

В физике удобно измерять температуру в Кельвинах, которые не подразумевают наличие шкалы отрицательной температуры, то есть абсолютный ноль здесь равен нулю. Чтобы представить температуру в более привычных нам градусах Цельсия, достаточно знать формулу, по которой вычисляется температура в Кельвинах. TK (темп. В Кельвинах)= TC (температура в Цельсиях) + T0 (константа, равная 273.15). Иными словами, чтобы перевести кельвины в Цельсии, достаточно вычесть из Кельвинов число 273.15. например, 1000 К = 1000 — 273.15 = 726.85 °C.

Учитывая формулу по переводу Кельвинов в градусы Цельсия, мы можем представить планковскую температуру в градусах Цельсия как 1.41679 * 10(32)-273.15 °C. Конечно, данная оценка вычислена теоретически и основана на том, что если материи, разогретой до Планковской температуры, придать ещё энергии, то это не приведет к увеличению скорости частиц и, как следствие, повышению температуры. Зато вызовет появление новых частиц во время хаотических столкновений уже существующих, что приведет к росту массы материи. Но представим, что материи, разогретой до планковской температуры, всё-таки придать ещё энергии, чтобы попытаться нагреть её ещё больше. В таком случае, всю Вселенную ждет… а что ждет Вселенную после прохождения точки планковской температуры, не знает никто. Вероятно, гравитационное взаимодействие между частицыми разогретой материи станет настолько сильным, что сравняется с тремя другими взаимодействиями: электромагнитным, сильным и слабым. Описать физику нашего мира а таких не может ни одна существующая на сегодняшний день физическая теория.


Но вернемся от дел космических к делам земным. В своих попытках достичь максимально возможной температуры в пределах лабораторий человек установил температурный рекорд на уровне около 5.5 триллионов Кельвинов, что можно записать как 5*1012 К. Конечно, ученые не разогревали кусок железа до этой немыслимой температуры — на это просто не хватило бы энергии. Данная температура была зафиксирована во время эксперимента в Большом адронном коллайдере во время столкновения ионов свинца при околосветовых скоростях.

comments powered by HyperComments

Источник: mydiscoveries.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.