Über die kälteste mögliche Temperatur zu sprechen, scheint relativ einfach. Die kälteste aller Temperaturen ist der absolute Nullpunkt. Wie Sie vielleicht wissen, verursacht Bewegung Reibung, die wiederum Wärme erzeugt. Daher ist der absolute Nullpunkt im Wesentlichen der Zeitpunkt, an dem jede Bewegung aufhört. Diese Temperatur wird bei -459,67 Grad Fahrenheit (-273,15 Grad Celsius) erreicht. Wir sind dem Erreichen dieser Temperatur schon ziemlich nahe gekommen. Erst kürzlich haben Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology (MIT) Moleküle auf nur 500 Milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt abgekühlt.
Aber wie sieht es mit der heißesten Temperatur aus? Gibt es eine absolut heiße Temperatur?
Nun, ganz so einfach ist es nicht. Alle Bewegungen zu stoppen ist eine Sache, aber wie messen wir die maximale Bewegung? Wie können wir die Energie bis ins Unendliche steigern? Theoretisch ist das möglich. Aber die Theorie ist nicht unbedingt das, was wir in unserer physischen Realität beobachten.
So scheint es, dass die höchstmögliche bekannte Temperatur 142 Non-Millionen Kelvin (1032 K.) beträgt. Dies ist die höchste Temperatur, die wir nach dem Standardmodell der Teilchenphysik kennen, also der Physik, die unserem Universum zugrunde liegt und es beherrscht. Jenseits dieser Temperatur beginnt die Physik zu versagen. Diese Temperatur ist als Planck-Temperatur bekannt.
Wenn Sie sich wundern, sieht die Zahl in etwa so aus: 142.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 (das ist eine wirklich große Zahl). Letztlich kann dies nur geschehen, wenn die Teilchen ein so genanntes thermisches Gleichgewicht erreichen. Damit es sich um die heißeste Temperatur handelt, müsste das Universum nach Ansicht der Physiker ein thermisches Gleichgewicht erreichen, das so heiß ist, dass alle Objekte die gleiche Temperatur haben.
Die Temperatur, die nach Ansicht der Wissenschaftler dieser Temperatur am nächsten kommt, ist – wenig überraschend – kurz nach dem Urknall erreicht worden. In den frühesten Momenten unseres Universums dehnte sich die Raumzeit so schnell aus (eine Periode, die als Inflationsperiode bekannt ist), dass die Teilchen nicht in der Lage waren, miteinander zu interagieren, was bedeutet, dass es keinen Wärmeaustausch geben konnte. Zu diesem Zeitpunkt behaupten die Wissenschaftler, dass der Kosmos im Grunde genommen keine Temperatur hatte.
Kein Wärmeaustausch. Keine Temperatur.
Aber das war schnell vorbei. Wissenschaftler behaupten, dass nur den Bruchteil einer Sekunde nach dem Beginn unseres Universums die Raumzeit zu vibrieren begann, was dazu führte, dass das Universum auf etwa 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000 (1027) Kelvin kam.
Und unser Universum ist seit diesem Moment gewachsen und abgekühlt. So. Es wird angenommen, dass dieser Moment, der kurz nach dem Beginn unseres Universums stattfand, der heißeste Moment im Universum ist, der Zeitpunkt, an dem die heißeste Temperatur, die jemals erreicht werden wird, war.
Nur zum Vergleich: Die heißeste Temperatur, die wir jemals erlebt haben, ist im Large Hadron Collider. Wenn dort Goldteilchen zusammengeschlagen werden, erreicht die Temperatur für einen Sekundenbruchteil 7,2 Billionen Grad Fahrenheit. Das ist heißer als eine Supernova-Explosion.