warum gibt es eine höchst mögliche temperatur? laut wikipedia bei ca 10 hoch 32 kelvin

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5 Antworten

Die 10^32 Kelvin (Planck-Temperatur) sind eine theoretische Spekulation, indem man Naturkonstanten willkürlich so zusammensetzt, dass sich eine Größe von der Dimension einer Temperatur ergibt. Man weiß, dass sich die uns bekannte Physik nicht zur Beschreibung von Temperaturen oberhalb dieser Grenze eignet - aber welche praktische Konsequenz dieses Limit wirklich hat, ist nicht bekannt. Vielleicht gibt es höhere Temperaturen und vielleicht gibt es eine Physik jenseits dieser Grenze - aber das sind Vermutungen. Von einer experimentellen Überprüfung ist man noch viele Größenordnungen entfernt. Mit der Lichtgeschwindigkeit als Maximalgeschwindigkeit hat es nichts zu tun, denn man kann in ein thermodynamisches System immer noch mehr Energie hineinstecken und wenn es die Teilchen nicht schneller macht, so doch relativistisch schwerer. Ähnlich spekulativ ist, welche physikalischen Gesetzmäßigkeiten im Inneren eines schwarzen Lochs gelten - wir wissen es nicht und können es in diesem Fall auch nicht wissen.

vorweg einmal, ich hoffe, dass mich jemand korrigiert wenn ich falsch liege, ich bin da nicht so sicher,...

aber entgegen den anderen antworten hier ( die ich in ähnlicher weise schon öfter gelesen haben), kann ich mir nicht vorstellen, dass eine höchsttemperatur dadurch gegeben wird, dass sich die teilchen mit lichtgeschwindigkeit bewegen. denn die temperatur wird (klassisch) durch die statistische verteilung der energie der teilchen bestimmt, und die energie kann durchaus beliebig groß werden, wenn sich die geschwindigkeit der lichtgeschwindigkeit annähert.

aber bei höheren energiedichten ist die defintion der temperatur ohnehin nicht mehr so einfach, weil nicht-klassische effekte (relativistisch und quantenmechanisch) überhand nehmen. die planck-skala, aus der die vom fragesteller oben genannte temperatur (eben die planck-temperatur) abgeleitet ist, gibt an, ab welcher größenordnung die derzeitigen gesetze der physik versagen, da man dann eine theorie der quantengravitation benötigen würde

Wie gesagt, theoretisch haben die Teilchen dann Lichtgeschwindigkeit. Das hat in soweit was mit der Lichtgeschwindigkeit zutun, das eine Temperatursteigerung nicht mehr möglich ist. Wenn du nach diesem Punkt noch weiter Energie hineinsteckst, wird nur noch die Masse vergrößert, nicht mehr die Temperatur. Aber es weiß sowieso niemand, in welcher Form Materie bei so hoher Temperatur vorliegt. Die Meinungen gehen da auseinander, und alles ist spekulativ.

So wie ich das verstanden habe, wird ab diesem Punkt die erweiterte Relativitätstheorie benötigt...

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Das ist theoretisch. Temperatur sind sich bewegende Teilchen. Die Temperatur die du genannt hast bedeutet, das sich Teilchen mit Lichtgeschwindigkeit bewegen würden. Nach Einstein kann nichts schneller als die Lichtgeschwindigkeit sein, womit die "höchsttemperatur" begründet wird.

Zumindest außerhalb von Schwarzen Löchern. Die Gravitation eines Schwarzen Loches ist so stark, das der komplette Raum, inklusive der Zeit verzerrt wird. Ohne diese Verzerrung würde das Schwarze Loch in sich zusammenfallen, und theoretisch das Volumen 0 erreichen. Ist aber nicht so.... Genaueres kann ich dir auch nicht sagen, ich bin kein Quantenphysiker...

Naja, falls die Messungen von Cern nach Gran Sasso stimmen, ist die höchsttemperatur sowieso Geschichte, weil damit die Lichtgeschwindigkeit als obere Geschwindigkeitsgrenze hinfällig wäre...

Ein System „natürlicher Einheiten“ beruht darauf, dass z. B. für Zeit und Länge nicht zwei verschiedene Maßeinheiten gebraucht werden, da eine natürliche Äquivalenz, in diesem Fall durch die Lichtausbreitung, besteht. Auch das SI-Einheitensystem benutzt seit 1983 die Lichtgeschwindigkeit zur Definition des Meters, indem es den Wert der Lichtgeschwindigkeit zu 299.792.458 m/s festsetzt. Durch die Weiterverwendung getrennter Maßeinheiten und dieses Zahlenwerts bleibt es aber in der Tradition älterer Maßsysteme. Setzt man hingegen die Lichtgeschwindigkeit zu 1, vereinfachen sich die grundlegenden physikalischen Formeln, jedoch werden die Bedürfnisse des täglichen Lebens für leicht handhabbare Einheiten schlechter erfüllt.

In der Quantenphysik werden oft die Lichtgeschwindigkeit c und das „reduzierte“ Plancksche Wirkungsquantum \hbar auf den Wert 1 gesetzt, wodurch nur eine Maßeinheit übrig bleibt. Durch die entsprechende Umrechnung lassen sich dann Längen, Zeiten, Energien und Massen sämtlich z. B. in eV ausdrücken.

In der allgemeinen Relativitätstheorie und insbesondere in der Kosmologie hingegen vereinfachen sich die Formeln, wenn Lichtgeschwindigkeit und Gravitationskonstante zu 1 gesetzt werden, das ist das sogenannte geometrische Einheitensystem. Gelegentlich wird allerdings auch die Konvention 8πG = 1 benutzt.

Die Planck-Einheiten vereinigen diese Ansätze und stellen damit das natürliche Einheitensystem der Quantengravitation dar.

Quellenangabe nicht vergessen. Und ohne irgendjemanden beliedigen zu wollen, ich bezweifle dass der Fragesteller das versteht.

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@Birnie

größtenteils verstanden - glaube ich zumindest. was hat das jetzt aber mit der temperatur zu tun?

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@anselm

Und falls die Messungen von Cern/Gran Sasso stimmen, ist diese Antwort nutzlos^^

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@NovaGilder: Erstens fehlt die Quellenangabe: http://www.chemie.de/lexikon/Planck-Einheiten.html und zweitens hätte ich dann wenigstens den Teil rauskopiert, indem auch etwas über die Plancktemperatur steht, wonach der Fragesteller fragt, ansonsten ist das völlig nutzlos.

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Weil die höchstmögliche Geschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit ist. Sehr laienhaft ausgedrückt entspricht diese Temperatur der Lichtgeschwindigkeit.

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