Frage von psvitabesitzer, 108

Gibt es theoretisch eine maximale Temperatur?

Hallo! Jeder lernt in Physik, dass die niedrigste Temperatur (also der Stillstand aller Teilchen) ~-273°C beträgt, die erreicht werden kann (theoretisch).

Erwärmt sich ein Objekt bewegen sich die Teilchen im Objekt schneller und weiter. Je stärker das Objekt erwärmt wird desto schneller bewegen sich also die Teilchen. Nun wird einem auch erklärt es gäbe keine Obergrenze der Temperatur. Können nicht die Teilchen nur bis zur Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden? Alles darüber ist nicht möglich. Somit müsste die höchste Temperatur bei Erreichen (bzw. knapp darunter) der Lichtgeschwindigkeit liegen. Habe ich da etwas falsch verstanden oder wird einem in der Schule (ist jetzt auch schon länger her als ich das gelernt habe) einfach gesagt es gäbe keine Obergrenze um nicht weiter erklären zu müssen?

Ich bilde mir ein ich hätte damals meinen Physiklehrer gefragt was dabei passiert, nur kann ich mich nicht daran erinnern was er geantwortet hat. Ich habe öfters Fragen gestellt, die er nicht beantworten konnte. Es würde mich nicht überraschen, wenn das da wieder der Fall gewesen wäre (Nicht denken unser Physiklehrer wäre schlecht gewesen, im Gegenteil, für mich hat er sich auch nach der Stunde immer ein wenig Zeit genommen).

Sollte jemand von euch mir das genauer erklären können wäre ich natürlich froh! Wenn nicht, noch einen schönen Restsonntag an euch!

Antwort
von gfntom, 58

schau mal hier:

http://sciencev1.orf.at/science/ays/89546

Antwort
von hypergerd, 50

Ich habe mich mal auf der internationalen Seite für fundamentale Konstanten umgeschaut 

http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?plktmp

und tatsächlich  Tp = 1.416808 * 10^32 K

gefunden.

Kann berechnet werden: Tp = mp*c²/k

https://en.wikipedia.org/wiki/Planck_temperature

Das stimmt auch mit Astrophysiker Ernst Dorfi von der Universität Wien überein:
"Konzentriert man die Energie des Universums auf immer kleinere Regionen, so kann man im Urknall bis zur Planckzeit von 10 hoch minus 43 Sekunden extrapolieren".

Kommentar von Reggid ,

nur gibt die temperatur Tp = mp*c²/k keinerlei höchstgrenze für die temperatur, daher geht das ein bisschen an der frage vorbei.

Kommentar von hypergerd ,

"an der Frage vorbei"?

Wenn unser Weltall nun mal nicht mehr Energie hat und es keine kürzere Zeitspanne als die Planckzeit gibt, wie soll es dann je eine höhere Temperatur geben?

Ich kenne Artikel wie diesen:

https://en.wikipedia.org/wiki/Absolute\_hot

wo es bei den Wissenschaftlern unterschiedliche Ansichten und Herangehensweisen zur Maximalwertbestimmung gibt. Aber die meisten sind reine theoretische Überlegungen und keiner der anderen hat es in die international anerkannte Liste (mein erster LINK ) geschafft. Die meisten besagen sogar eine viel kleinere Temperatur als theoretische Obergrenze wie:

https://en.wikipedia.org/wiki/Hagedorn\_temperature

https://en.wikipedia.org/wiki/Orders\_of\_magnitude\_(temperature)

Kommentar von Reggid ,

und wer behauptet dass es keiner kürzere zeitspanne als die planck-zeit gibt? das ist nichts weiter als eine maßlose überinterpretation der planck-einheiten. in keiner weise geben die eine höchstgrenze im universum für irgendwas an (außer für unsere derzeitigen modelle und theorien)

die Hagedorn temperatur hat ebenfalls nichts mit einer höchsttemperatur zu tun. aus dem von dir selbst verlinkten artikel dazu

Because of the divergence, people may come to the incorrect conclusion that it is impossible to have temperatures above the Hagedorn temperature, which would make it the absolute hot temperature, because it would require an infinite amount of energy. This line of reasoning was well known to be false even to Hagedorn.

wie PWolff in seiner/ihrer antwort beschreibt, kann man systeme mit unendlich großer temperatur, und sogar noch "heißer", nämlich mit negativer absoluter temperatur konstruieren.

Antwort
von Asianingo, 50
Antwort
von eni70, 62

Beschäftige dich mal mit kinetischer Energie, das sprengt hier den Rahmen. 

Expertenantwort
von PWolff, Community-Experte für Physik, 70

Die Temperatur hat erstmal nichts mit der Geschwindigkeit der Teilchen zu tun, sondern mit ihrer Energie.

E_kin = 1/2 m v²

gilt nur für Geschwindigkeiten weit unterhalb der Lichtgeschwindigket (genau genug).

Wenn die Geschwindigkeit sich der Lichtgeschwindigkeit annähert, geht die Energie gegen unendlich. Also ist die Geschwindigkeitsgrenze überhaupt keine Temperaturgrenze.

Siehe auch https://www.gutefrage.net/suche?q=maximale+temperatur+physik

Darüber hinaus verwendet man den Temperaturbegriff auch in anderem Zusammenhang, z. B. in der Lasertechnik, wo es entscheidend darauf ankommt, dass ein höheres Energieniveau stärker besetzt ist als ein niedrigeres. Einem solchen Zustand weist man die entsprechende "negative Temperatur" zu, um die mathematischen Methoden der Thermodynamik anwenden zu können.

Erreicht wird dieser Zustand aber über den Zwischenzustand gleich stark besetzter Niveaus, was einer unendlichen Temperatur entspricht.

Die negativen Temperaturen sind also "heißer" als die unendliche Temperatur.

Wenn das obere Niveau komplett besetzt und das untere komplett leer ist, haben wir wieder eine Temperatur von 0 K, was wir -0 K nennen, weil sie von unten erreicht worden ist.

In diesem Sinne ist die maximale Temperatur also -0 K.

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