Nhiệt độ nóng nhất có thể là gì?

Nhiệt độ nóng nhất có thể là gì?

Ý tưởng về suối nước nóng tuyệt đối từ người anh em họ nổi tiếng của nó, số không tuyệt đối, như bạn có thể nhớ, là 0 K, -273,15 ° C hoặc -459,67 ° F. Và mặc dù các định nghĩa được rút gọn ở nhiệt độ thấp nhất sẽ thường xuyên nói là điểm mà tại đó vật chất ngừng di chuyển, điều này về mặt kỹ thuật là không chính xác. Số không tuyệt đối thực sự là điểm mà chuyển động phân tử không còn tạo ra nhiệt (nhưng không có năng lượng điểm 0).

Ngược lại, nóng tuyệt đối, sau đó, có thể được định nghĩa là điểm mà chuyển động phân tử không thể tạo ra bất kỳ nhiệt nào nhiều hơn, bất kể hoàn cảnh nào.

Trong mô hình chuẩn của vũ trụ, nhiệt độ nóng nhất có thể đạt được xảy ra một phần nhỏ của giây (10-43) sau vụ nổ Big Bang. Trong khoảng thời gian ngắn ngủi đó (gọi là thời gian Planck), vũ trụ được cho là chỉ có một chiều dài Planck nhỏ (10-35 mét) và đã đạt đến tuyệt đối nóng ở mức 1032 K (gọi là nhiệt độ Planck). Để so sánh, Mặt trời của chúng ta là 1,571 x 107 K ở trung tâm của nó và nhiệt độ cao nhất từng được tạo ra bởi con người hiện nay là 5,5 X 1012 K.

Ngoài nhiệt độ Planck là nhiệt độ nóng nhất từng đạt được trong vũ trụ, các nhà vật lý đưa ra giả thuyết rằng ở bất kỳ nhiệt độ nào cao hơn Planck, lực hấp dẫn của các hạt bị ảnh hưởng sẽ trở nên mạnh bằng các lực cơ bản khác (điện từ và hạt nhân yếu và mạnh), kết quả là cả bốn trở nên thống nhất như một lực. Điều gì xảy ra sau đó? Không ai biết các mô hình vật lý thông thường được chấp nhận hiện nay bị phá vỡ sau thời điểm đó. Tất nhiên, tất cả điều này là lý thuyết, vì không ai chưa đưa ra một lý thuyết lượng tử được chấp nhận về lực hấp dẫn. Là người đoạt giải Nobel Steven Weinberg mô tả nó, bất cứ điều gì xảy ra ở nhiệt độ trên 1032 K vẫn bị che khuất bởi một "tấm màn che".

Cần lưu ý rằng không phải tất cả các nhà vật lí đều theo mô hình chuẩn, và một số thích, ví dụ như Lý thuyết dây, cố gắng mô tả tất cả bốn lực cơ bản như các biểu hiện khác nhau của một đối tượng cơ bản (một chuỗi). Đối với các nhà lý thuyết dây, nhiệt độ cao nhất có thể thấp hơn rất nhiều so với mô hình chuẩn của mô hình chuẩn; được gọi là nhiệt độ Hagedorn, đó là điểm mà tại đó vật chất thông thường không còn ổn định và "bay hơi" hoặc thay đổi thành vật chất quark. Theo lý thuyết này, điểm mà tại đó điều đó xảy ra, hoặc nóng tuyệt đối, được cho là chỉ 1030 K, hoặc khoảng 1% nhiệt độ Planck.

Thông tin bổ sung:

  • Trong khi sưởi ấm một cái gì đó để bất cứ nơi nào gần gũi với nhiệt độ Planck là vượt xa công nghệ của chúng tôi hiện nay, làm mát một cái gì đó xuống để gần với số không tuyệt đối là không. Ví dụ, trong năm 2015 các nhà nghiên cứu tại MIT quản lý để làm mát các phân tử natri kali xuống chỉ 500 nanokelvins hoặc 500 tỷ của 1 K.
  • Ít nhất một con vật có thể sống sót bằng cách tiếp cận lạnh tuyệt đối bằng không - sự hèn nhát. Còn được gọi là gấu nước, vi sinh vật này đã được chứng minh là có khả năng sống sót sau khi bị đóng băng trong vài phút ở mức 1 độ trên mức không tuyệt đối. Nó cũng có thể sống sót được làm nóng đến nhiệt độ vượt quá nhiệt độ sôi của nước. Không phải thủ thuật sinh tồn đáng kinh ngạc duy nhất của họ, những con cá heo có thể sống sót qua nhiều thái cực khác mà con người chúng ta sẽ chết ngay lập tức. Bạn có thể tìm hiểu thêm về những sinh vật hấp dẫn này thậm chí có thể đang treo lơ lửng trong sân sau của bạn ở đây: The Amazing Tardigrade
  • Chỉ cần cho vui: Năng lượng cần thiết để ngăn chặn trái đất quay quanh mặt trời là khoảng 2.6478 × 1033 joules hoặc 7.3551 × 1029 giờ watt hoặc 6.3285 x 1017 megatons của TNT. Để tham khảo, vụ nổ hạt nhân lớn nhất từng được kích nổ (Tsar Bomba của Liên Xô) “chỉ” tạo ra 50 megaton năng lượng TNT. Vì vậy, sẽ mất khoảng 12,657.000.000.000,000 trong số những quả bom hạt nhân đó được kích hoạt tại vị trí chính xác để ngăn chặn Trái đất trong các đường đi của nó trong quỹ đạo của nó quanh Mặt Trời.
  • Thật ngạc nhiên, nếu chúng ta thực sự có thể biến đổi vật chất thành năng lượng hoàn hảo với 1 kg vật chất bị tiêu diệt hoàn toàn, năng lượng sinh ra từ số lượng nhỏ vật chất đó là khoảng 42,95 tấn TNT. Vì vậy, một người đàn ông trưởng thành nặng khoảng 200 pounds có một nơi nào đó trong vùng lân cận của 4000 megatons TNT tiềm năng trong vấn đề của họ nếu hoàn toàn bị tiêu diệt. Năng lượng này gấp 80 lần năng lượng được tạo ra bởi Tzar Bomba nói trên, chính nó tạo ra một vụ nổ mạnh hơn 1.400 lần so với các vụ nổ bom kết hợp rơi xuống Hiroshima và Nagasaki. Để minh họa thêm, 1 megaton TNT, khi chuyển đổi thành kilowatt giờ, tạo ra đủ điện để cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà trung bình của Mỹ trong khoảng 100.000 năm. Nó cũng đủ để cung cấp năng lượng cho toàn bộ Hoa Kỳ trong hơn 3 ngày. Vì vậy, 1 kg của một số vấn đề bị tiêu diệt hoàn toàn sẽ có thể cung cấp năng lượng cho toàn bộ Hoa Kỳ trong khoảng bốn tháng. Một nam giới trưởng thành trung bình sau đó, khi hoàn toàn bị tiêu diệt, sẽ tạo ra đủ năng lượng để cung cấp năng lượng cho Hoa Kỳ trong khoảng 30 năm nếu chúng ta có thể khai thác tất cả năng lượng đó. Khủng hoảng năng lượng được giải quyết. 😉
  • Trên một quy mô hoàn toàn khó hiểu, một vụ nổ siêu tân tinh điển hình sẽ gây ra khoảng 10.000.000.000.000.000.000.000.000 tấn TNT.

Để LạI Bình LuậN CủA BạN