¿Cuál es la temperatura más alta posible?

2023 Autor: Darleen Leonard | [email protected]. Última modificación: 2023-05-26 18:27

La idea de las fuentes termales absolutas de su primo más conocido, el cero absoluto, que, como usted puede recordar, es 0 K, -273.15 ° C o -459.67 ° F. Y aunque las definiciones abreviadas de la temperatura más baja con frecuencia afirman que es El punto en el que la materia deja de moverse, esto es técnicamente incorrecto. El cero absoluto es en realidad el punto donde el movimiento molecular ya no produce. calor (pero tiene energía de punto cero).

Por el contrario, el calor absoluto, entonces, podría definirse como el punto donde el movimiento molecular no podría producir más calor, sin importar las circunstancias.

En el Modelo estándar del universo, la temperatura más alta posible alcanzada ocurrió una fracción de segundo (10^-43) después del Big Bang. Durante ese minúsculo período de tiempo (llamado un tiempo de Planck), se cree que el universo ha sido solo una pequeña longitud de Planck (10^-35 metros) y han alcanzado el máximo absoluto en 10³² K (llamada temperatura de Planck). En comparación, nuestro Sol es un mísero 1.571 x 10⁷ K en su centro y la temperatura más alta jamás creada por el hombre es actualmente de 5.5 X 10¹² K.

Más allá de que la temperatura de Planck es la temperatura más alta alcanzada teóricamente en nuestro universo, los físicos plantean la hipótesis de que a cualquier temperatura más alta que la de Planck, las fuerzas gravitacionales de las partículas afectadas serían tan fuertes como las otras fuerzas fundamentales (electromagnética y nuclear débil y fuerte), dando como resultado que los cuatro se unifiquen como una sola fuerza. ¿Qué pasa entonces? Nadie sabe como se aceptan actualmente los modelos convencionales de física que se rompen después de ese punto. Por supuesto, todo esto es teórico, ya que nadie tiene todavía una teoría cuántica de la gravedad aceptada. Como lo describió el premio Nobel Steven Weinberg, pase lo que pase a temperaturas superiores a 10³² K permanece oculto por un "velo".

Cabe señalar que no todos los físicos siguen el Modelo Estándar, y algunos prefieren, por ejemplo, la Teoría de Cuerdas, que intenta describir las cuatro fuerzas fundamentales como manifestaciones diferentes de un único objeto básico (una cadena). Para los teóricos de cuerdas, la temperatura más alta posible es mucho más baja que la postulada por el Modelo Estándar; llamada temperatura de Hagedorn, es el punto en el que la materia ordinaria ya no es estable y se "evapora" o se convierte en materia de quark. Bajo esta teoría, se piensa que el punto en el que eso sucede, o calor absoluto, es solo 10³⁰ K, o alrededor del 1% de la temperatura de Planck.

Datos de bonificación:

• Mientras que calentar algo en cualquier lugar cercano a la temperatura de Planck está muy lejos de nuestra tecnología en la actualidad, enfriar algo cerca del cero absoluto no lo es. Por ejemplo, en 2015, los investigadores del MIT lograron enfriar las moléculas de sodio y potasio hasta 500 nanokelvinas o 500 mil millonésimas de 1 K.
• Al menos un animal puede sobrevivir en frío acercándose al cero absoluto: el tardígrado. También conocido como el oso de agua, se ha demostrado que este ser microscópico es capaz de sobrevivir al congelamiento durante varios minutos a solo 1 grado por encima del cero absoluto. También puede sobrevivir calentándose a temperaturas muy por encima de la temperatura de ebullición del agua. No es su único truco de supervivencia asombroso, los tardígrados pueden sobrevivir a muchos otros extremos en los que los humanos moriríamos al instante. Puedes aprender más sobre estas fascinantes criaturas que incluso pueden estar actualmente en tu patio trasero aquí: The Amazing Tardigrade
• Solo por diversión: la energía requerida para detener la Tierra en órbita alrededor del Sol es de aproximadamente 2.6478 × 10³³ julios o 7.3551 × 10²⁹ vatios hora o 6.3285 x 10¹⁷ megatones de TNT. Para referencia, la explosión nuclear más grande jamás detonada (el Tsar Bomba por la Unión Soviética) "solo" produjo 50 megatones de TNT por valor de energía. Por lo tanto, se necesitarían aproximadamente 12,657,000,000,000,000 de esas bombas nucleares detonadas en el lugar correcto para detener a la Tierra en su órbita alrededor del Sol.
• Sorprendentemente, si realmente pudiéramos convertir la materia perfectamente en energía con 1 kg de materia completamente aniquilada, la energía producida a partir de esa pequeña cantidad de materia es aproximadamente 42.95 mega toneladas de TNT. Por lo tanto, un macho adulto que pesa alrededor de 200 libras tiene un lugar cercano a los 4000 megatones de potencial TNT en su materia si se aniquila por completo. Esto es aproximadamente 80 veces más energía que la producida por el mencionado Tzar Bomba, que a su vez produjo una explosión aproximadamente 1,400 veces más poderosa que las explosiones combinadas de las bombas lanzadas sobre Hiroshima y Nagasaki. Para ilustrar aún más, 1 megatón de TNT, cuando se convierte a kilovatios / hora, genera suficiente electricidad para alimentar a un hogar estadounidense promedio durante aproximadamente 100,000 años. También es suficiente para alimentar a todo Estados Unidos por un poco más de 3 días. Por lo tanto, 1 kg de una materia completamente aniquilada sería capaz de alimentar a todo Estados Unidos durante aproximadamente cuatro meses. Un macho adulto promedio entonces, cuando esté completamente aniquilado, produciría suficiente energía para alimentar a los Estados Unidos durante unos 30 años si pudiéramos aprovechar toda esa energía. Crisis energética resuelta. 😉
• En una escala completamente desconcertante, una explosión de supernova típica emitirá alrededor de 10,000,000,000,000,000,000,000,000 megatones de TNT.