Wie heiß kann es werden?
Hey ich hab mal eine frage bezüglich der Temperatur. Es ist ja allgemein bekannt, dass der absolute Nullpunkt bei -273°C liegt, weil die Atome dann komplett stillstehen. Da hab ich mich mal gefragt, wie heiß es denn werden kann. Da die Lichtgeschwindigkeit das schnellste ist, was es im Universum gibt, hab ich mich gefragt, wie heiß es ist, wenn sich die Atome in Lichtgeschwindigkeit bewegen.
8 Antworten
Es kommt ja nicht auf die Fortbewegungsgeschwindigkeit, sondern auf die eigene Schwingung der Atome an. Wenn man diese absolut maximiert soweit es physikalisch möglich ist, dann kommt man auf eine Temperatur von 130 Millionen Billionen Billionen°C. Ob diese Temperatur überhaupt erreicht werden kann ist fraglich, weil die Effekte einer solchen Erhitzung auf die Raumzeit noch unbekannt sind.
Ich hatte vor einiger Zeit auf eine ähnliche Frage, diese Antwort geschrieben. Daher kopier ich sie dir mal her. Also, da spielen mehrere Dinge eine Rolle. Die Sache bei der Temperatur ansich ist, das sich die Wissenschaft noch nicht einigen konnte, welche die höchste Temperatur überhaupt sein könnte, und was dabei eine Rolle spielt. Die Temperatur drückt den Grad der Atomaren oder Molekularen Bewegung in der Materie aus wie du schon sagst. Die unterste Grenze ist der völlige Stillstand der Moleküle. Der Absolute Nullpunkt(0 Kelvin) also-273,16°c. Es ist also nie möglich darunter zu gehen.
Bei der Ober Grenze verhält es sich aber nicht so. Am Beispiel des Wassers bedeutet es das es von -273°c bis 0°c erwärmt werden kann ohne seine Struktur des Eises zu verändern. Geht man über 0°c wird es flüssig. Erhitzt man auf 100°c geht es in den Gaszustand über(auf Meereslevel natürlich. Wasser verhält sich unter verschiedenen Drücken, verschieden. Siedetemperatur natürlich). Wird es aber noch mehr erhitzt, ereignet sich ein Phänomen. Das Gas fängt an zu Ionisieren.
Die Materie verändert sich bis zum Plasma Rand in der eine Art völlig Chaotischen Gases herrscht, das aus Atomkernen und freien Elektronen besteht. So ein Plasma sieht man in der Sonne in der die Temperatur unter starkem Druck 15 Millionen Grad erreicht. Ein Deutscher Forscher hat in den 1960ern eine Temperatur errechnet die bei 1800 Milliarden Grad lag(die Hagedorn-Temperatur). Es bezeichnet die Grenze zwischen dem Hadron-Gas-Plasma und dem entfesseltem Zustand der Quarks und Gluonen (Quark-Gluon-Plasma). Das bezeichnet gespaltene Kerne, die ihre inneren Partikel freisetzen.
Mann weiß aber nicht was passiert wenn man die Temperatur dieser Quark-Gluon-Plasmas erhöht! Man vermutet aber dass die Materie nicht aus Partikeln, sondern aus kleinen vibrierenden Fäden besteht. Dieser so genannte StringTheorie zufolge stellt die Hagedorn-Temperatur eine Grenze dar, ohne dass man wüsste, welchen Sinn das macht. Es könnte zwar einen Phasenübergang darüber hinaus geben, aber vorstellen kann sich kein Forscher wie der Zustand der Strings sich dann verhalten würde. Es ist also unmöglich zu sagen ob es eine theoretische Maximaltemperatur gibt oder nicht.
Eine andere Grenze setzt der Quantenkörper. Man wird niemals eine Temperatur messen können, die über der Planktemperatur liegt. Das sind 100000 Milliarden Milliarden Milliarden Kelvin(10 hoch 32 Kelvin). Das ist nämlich die Verschmelzungs-Temperatur von Raum und Zeit die 10-43 Sekunden nach dem Urknall herrschte. Also die weiteste Periode auf die man je zurückblicken kann. So einfach ist dass also nicht mit der Atomaren Lichtgeschwindigkeit, die eh nicht erreicht werden kann.
Was würde denn aber sein, wenn es 10^32 ° Celsius wären? Das wären noch 273,16° wärmer?
Dann könntest du dir theoretisch ein neues Universum basteln. Fang schon mal an, den Griller auf zu heizen... Du wirst aber viel Kohle benötigen. :-))
Also wer sagt, dass der Urknall die Verschmelzung von Raum und Zeit ist? Oder wie erklärst du das?
Gute Frage, wer sagt das denn? Ich sehe nicht, dass das hier wer behauptet hätte. Die Planck Temperatur wird aus den Gleichungen des Gravitationsradius und der Compton Wellenlänge hergeleitet. Die Planck Einheiten gelten aber generell als Grenze unserer Physikalischen Gesetze, also auch die Kontinuität von Raum und Zeit. Falsch ist das also ganz und gar nicht.
Die höchste Temperatur ist erreicht, wenn die Materie bei Lichtgeschwindigkeit vorliegt. Die Frage der Temperatur wäre dann die nach der Wellenlänge bzw. dem Energiegehalt - je kürzer desto mehr. Die Größe Temperatur hat aber in diesem Kontext ihren Sinn verloren, denn sie bezieht sich auf die (Teilchen-)Geschwindigkeit von Materie, wobei auch noch die Zahl der gemessenen Teilchen wichtig ist. Ein Physiker wird dir die korrekte Antwort geben können, nur fürchte ich, dass du sie kaum verstehst. Jedenfalls zeigt im Vakuum ein Thermometer vielleicht -273°C an, obwohl Teilchen mit annähernd Lichtgeschwindigkeit (also hoher Temperatur) es durcheilen - nur eben wenige). Es ist wie bei vielen Größen der Physik: Sie sind nur in engen Bereichen leicht definierbar. In Grenzbereichen fängt die wirkliche Physik an, die bekanntlich schwierig ist.
Es gibt keine mir bekannte physikalische Grenze für eine maximale Temperatur.
Es ist, wie bei den Zahlen so, dass es eine kleinste Zahl (0) gibt, aber keine größte. Denn unendlich ist keine Zahl sondern nur ein verwaschener Begriff, denn unendlich plus 1 (oder plus 10, oder plus 1000) ist eben immer noch unendlich. Und bei den Temperaturen ist es ben genau so: Es gibt ein Temperaturminimum o Kelvin, aber kein definitives Temperaturmaximum.
Es gibt keine höchtmögliche Temperatur, da die Definition der Temperatur nicht an der Geschwindigkeit hängt, sondern an der Energie. Nun gibt es zwar eine höchstmögliche Geschwindigkeit, aber keine Energie-Obergrenze. D.h. in relativistischen Bereichen werden die Teilchen nicht mehr viel schneller, nur noch schwerer, wenn ihre Energie steigt.
schick :D