Что такое абсолютный ноль?

Довольно часто меня спрашивают о температуре в космосе, и иногда мне приходится использовать такое понятие, как абсолютный ноль. В связи с этим мне недавно пришел следующий вопрос:

Расскажите, пожалуйста, что означает абсолютный ноль? Как может быть, что температура не может быть ниже этого значения? А если в качестве нижнего предела температуры есть абсолютный ноль, то есть ли какой-то верхний предел?

Абсолютный ноль – это фактически минимальная температура, которая гипотетически может иметь вещество. Это 0 Кельвина или -273,15 градуса Цельсия. Чтобы понять, почему тело не может остыть до более низкой температуры, необходимо сначала понять: что такое температура вообще?

Многие слышали ответ: температура – это мера тепла тела, но что означают эти слова? Все вещества состоят из частиц, которые движутся или колеблются хаотично, и именно температура характеризует среднюю скорость движения этих частиц. Чем быстрее движутся частицы, тем выше их кинетическая энергия, а значит, выше внутренняя энергия тела и, следовательно, выше его температура.

Хотя для строгости и ненавистники еще не налетели, не только скорость частиц, но и их масса играет роль в кинетической энергии, поэтому считается, что более нагретые тела имеют большую среднюю кинетическую энергию. Средняя скорость. Но сегодня нам все равно.

Что такое абсолютный ноль?

Броуновское движение. Источник: wikipediaorg

Когда тело остывает, средняя скорость движения его частиц уменьшается, но скорость не может уменьшаться вечно, рано или поздно все частицы в теле просто остановятся. Гипотетическая температура, при которой это произойдет, называется абсолютным нулем.

Почему эта температура гипотетическая? Нет, не потому, что это всего лишь гипотеза, а потому, что она не может быть реализована на практике. Чем ближе мы приближаемся к температуре вещества к абсолютному нулю, тем труднее будет вычесть из него оставшиеся микроскопические порции энергии. С помощью любой технологии при каждом повторении процесса охлаждения мы сможем забрать определенный процент оставшейся энергии, но не сможем забрать ее всю. Итак, сколько бы раз мы не повторяли процесс охлаждения, всегда будет оставаться энергия, а это означает, что частицы будут продолжать движение.

Читайте также:  Слияние черных дыр: вселенское столкновение

Гипотетически для охлаждения чего-либо до абсолютного нуля потребуется хладагент с температурой ниже абсолютного нуля, чего мы не можем достичь.

Что такое абсолютный ноль?

Источник: Glacierhub.com

По мере приближения к абсолютному нулю вещества начинают проявлять новые необычные свойства: сверхтекучесть, сверхпроводимость и т.д.

Хорошо, абсолютный ноль – это минимально возможная температура, но есть ли максимум? Да, есть еще название для температуры Планка. Это примерно 1417 × 10 ² Кельвина или градусов Цельсия, при такой высокой температуре разница между двумя шкалами незначительна.

Что такое абсолютный ноль?

Источник: spacegid.com

Температура Планка определяется следующим образом: любое нагретое тело излучает электромагнитные волны, длина которых зависит от температуры тела. Чем выше температура, тем короче длина волны. При достижении планковской температуры длина волны будет равна планковской длине (1,616 × 10⁻³⁵ м) – одной из фундаментальных констант.

В таком маленьком масштабе перестает работать современная физика. Здесь нам нужна полноценная теория квантовой гравитации, которую мы еще не разработали, а это значит, что мы не можем описать поведение тел с температурами выше, чем температура Планка.

Предполагается, что Вселенная нагрелась до температуры Планка в первый момент после Большого взрыва. Но подтверждения этому до сих пор нет.

Автор: Федор Карасенко.

Поднимите вверх, чтобы увидеть больше статей о космосе и науке в вашей ленте!

Подпишитесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в Telegram и YouTube. Там вы можете прочитать большое количество интересных материалов и задать свой вопрос. Вы можете оказать финансовую поддержку нашему каналу через patreon.

Нина Кузнецова
Главный редактор , youtesla.ru
Более 30 лет я занимаюсь наукой и технологиями. Товарищи советовали мне делиться самым интересным на просторах интернета. Изучение нового и неопознанного это моя жизнь, узнавайте самое интересное со мной.
Читайте также:  Хаббл: новый снимок туманности Вуаль
Оцените статью
YouTesla.ru
Добавить комментарий