可能な限り低い温度について話すことは、比較的簡単なようです。 最も冷たいのは絶対零度です。 ご存知のように、動くと摩擦が生じ、それが熱の原因となります。 そのため、絶対零度とは、要するに、すべての動きが止まった状態のことです。 その温度は、華氏-459.67度(摂氏-273.15度)である。 私たちは、この温度にかなり近づいたことがある。 最近では、マサチューセッツ工科大学(MIT)の科学者が、分子を絶対零度よりわずか5000億分の1度高いところまで冷やしたのです。 絶対的な高温はあるのでしょうか。

MIT は、ナトリウム カリウム (NaK) 分子を 500 ナノケルビンという温度まで冷やしました。 左の小さい球がナトリウム原子、右の大きい球がカリウム原子を表しています。 Credit: Jose-Luis Olivares/MIT

さて、物事はそんなに単純ではありません。 すべての動きを止めるのは一つの方法ですが、最大の動きをどうやって測定するのでしょうか。 どのようにしてエネルギーを無限大まで持っていくのでしょうか。 理論的には可能です。 しかし、理論は必ずしも私たちの物理的な現実で観察されるものとは限らない。

そのため、既知の最高可能温度は142ノニオン・ケルビン(1032K.)であると思われる。 これは、我々の宇宙の根底にあり支配している物理学である素粒子物理学の標準モデルに従って、我々が知っている最高温度である。 これを超えると、物理学は崩壊し始める。 これはプランク温度として知られている。

不思議に思うかもしれないが、この数字は少し似ている。 142,000,000,000,000,000,000,000(これは本当に大きな数字です)。 結局のところ、これは粒子が熱平衡と呼ばれるものを達成したときにのみ起こりうることなのだ。 物理学者は、最も高温であるためには、宇宙が熱平衡に達し、非常に高温で、すべての物体が同じ温度である必要があると主張しています

科学者が考えるこの温度に最も近いのは、意外にも、ビッグバン直後です。 宇宙の初期には、時空が急速に拡大し(インフレーション期と呼ばれる)、粒子は相互作用できず、つまり熱の交換ができなかったのです。 この時点で、科学者たちは、宇宙にはどう考えても温度がなかったと断言する

熱交換がない。 No temperature.

Image credit: NASA

しかし、これはすぐに終わりました。 科学者たちは、私たちの宇宙が始まってからほんの何分の1秒か後に、時空が振動し始め、それによって宇宙が約 1,000,000,000,000 (1027) ケルビンになったと主張しています。

そしてこの瞬間から、宇宙は成長し、冷却し続けているのです。 だから 私たちの宇宙が始まった直後に起こったこの瞬間が、宇宙で最も熱い瞬間であり、これから到達する最も熱い温度があった時だと考えられています。

ただ、比較のために、私たちが実際に遭遇した最も熱い温度は、大型ハドロン衝突型加速器の中にあります。 金の粒子をぶつけると、一瞬ですが、その温度は華氏7.2兆度に達します。 これは超新星爆発よりも高温です。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。