Φίλοι του Τ.Μ.Θ.

  • Μεγαλύτερο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Προκαθορισμένο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Μικρότερο μέγεθος γραμματοσειράς

ΑΡΧΗ | Αποθήκευση όλων των δημοσιευμένων άρθρων | Το πιο θερμό και το πιο ψυχρό αντικείμενο του σύμπαντος

Το πιο θερμό και το πιο ψυχρό αντικείμενο του σύμπαντος

E-mail Εκτύπωση PDF

Το πιο θερμό αντικείμενο του σύμπαντος

 

Ένα ταξίδι στα πιο θερμά μέρη του σύμπαντος πρέπει να ξεκινήσει αρχικά από τον ήλιο, το πύρινο κέντρο του ηλιακού μας συστήματος. Με μια επιφανειακή θερμοκρασία 5.800 βαθμών Κέλβιν δεν πλησιάζει καν το κοσμικό ρεκόρ.

Στον πυρήνα των μπλε υπεργιγάντων η θερμοκρασία ξεπερνά τους 50.000 βαθμούς Κέλβιν. Όμως ακόμα κι αυτή τη θερμοκρασία την ξεπερνούν κάποιοι λευκοί νάνοι, όπως ο HD62166 που φθάνει στους 200.000 βαθμούς (σε τόσο μεγάλες θερμοκρασίες δεν παίζει ρόλο αν χρησιμοποιούμε την κλίμακα Κέλβιν ή την κλίμακα Κελσίου, αφού οι δυο κλίμακες διαφέρουν μόνο κατά 273 βαθμούς!), ενώ ο πυρήνας των μεγαλύτερων υπεργιγάντων μπορεί να ξεπεράσει το ένα δισεκατομμύριο βαθμούς.

Για ένα σταθερό άστρο το ανώτατο όριο που βάζουν οι θεωρητικοί υπολογισμοί στη θερμοκρασία τους, είναι περίπου 6 δισεκατομμύρια βαθμοί. Σ' αυτή τη θερμοκρασία, η ύλη στο εσωτερικό του άστρου αρχίζει να εκπέμπει φωτόνια τα οποία έχουν αρκετή ενέργεια ώστε να σχηματίζουν ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων. Το αποτέλεσμα των αντιδράσεων είναι μια κολοσσιαία έκρηξη που θα εξαφανίσει το άστρο.

 

Οι πρώτες ενδείξεις για την ύπαρξη ενός τέτοιου άστρου (pair-instabillity supernova) βρέθηκαν το 2007, όταν παρατηρήθηκε μια λαμπρή και εξαιρετικά μεγάλης διάρκειας αστρική έκρηξη, αποδεικνύοντας την ύπαρξη ενός τεράστιου άστρου με αδιανόητο μέχρι τότε μέγεθος.

Κατά τη διάρκεια της έκρηξης ενός σουπερνόβα οι θερμοκρασία μπορεί να ξεπεράσει τα 6 δισεκατομμύρια βαθμούς. Το 1987 παρατηρήθηκε η έκρηξη ενός σουπερνόβα στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου - έναν γαλαξία δορυφόρο του δικού μας γαλαξία, περίπου 160.000 έτη φωτός μακριά. Τα νετρίνα από την καρδιά της έκρηξης ανιχνεύθηκαν στην Γη και αποκάλυψαν μια θερμοκρασία 200 δισεκατομμυρίων βαθμών.

Αυτό όμως είναι ένα τίποτα συγκρινόμενο με τη θερμοκρασία των αντικειμένων που παράγουν τις εκλάμψεις των ακτινών γάμμα. Αυτές οι σύντομες εκρήξεις των πολύ υψηλών ενεργειών γάμμα, ανιχνεύονται μια ή δυο φορές την ημέρα από ειδικά ρυθμισμένα τηλεσκόπια, θεωρείται ότι σηματοδοτούν τη γέννηση μαύρων τρυπών είτε όταν ο πυρήνας ενός γιγάντιου άστρου καταρρέει είτε όταν δυο υπερ-πυκνά άστρα νετρονίων συγκρούονται. Με κάποιο τρόπο η βαρυτική ενέργεια μετατρέπεται σε μια έντονη δέσμη ακτίνων γάμμα και άλλες ακτινοβολίες. Ενώ οι λεπτομέρειες της διαδικασίας αυτής είναι προς το παρόν άγνωστη, θα πρέπει να περιλαμβάνει ένα πύρινο συνονθύλευμα σχετικιστικών σωματιδίων που φθάνει το ένα τρισεκατομμύριο βαθμούς.

Όμως πολύ πιο κοντά στο σπίτι μας βρίσκεται κάτι ακόμη πιο θερμό. Στον επιταχυντή του CERN, στη Γενεύη της Ελβετίας, μεταξύ της 8ης Νοεμβρίου και της 6ης Δεκεμβρίου 2010, πυρήνες μολύβδου συμπυκνώθηκαν μεταξύ τους στον LHC. Το αποτέλεσμα ήταν η υψηλότερη θερμοκρασία που έχει καταγραφεί ποτέ στη Γη, σε ένα υποατομικό πύρινο συσσωμάτωμα μερικών τρισεκατομμυρίων βαθμών. Το πείραμα αυτό μας δίνει μια ιδέα για το που υπάρχουν οι πιο ακραίες θερμοκρασίες του σύμπαντος. Δεν βρίσκονται στο παρόν αλλά στο παρελθόν και πιο συγκεκριμένα την στιγμή της δημιουργίας του Σύμπαντος. Κοιτώντας μέσα στην καρδιά της Μεγάλης Έκρηξης, με την μέχρι σήμερα γνωστή φυσική μπορούμε να φτάσουμε μέχρι μια θερμοκρασία η οποία διαθέτει 32 ψηφία. Πρόκειται για τη θερμοκρασία Planck (που προκύπτει από θεμελιώδεις σταθερές της φυσικής)

Πέραν αυτής της θερμοκρασίας η φυσική που ξέρουμε δεν ισχύει. 

 

Το πιο ψυχρό αντικείμενο του σύμπαντος

 

Το διάστημα από μόνο του δεν είναι ούτε θερμό ούτε κρύο. Όταν απουσιάζουν τα "σωματίδια" που ταλαντώνονται θερμικά τότε η θερμοκρασία δεν έχει νόημα. Όμως υπάρχουν πολλά ψυχρά πράγματα στο διάστημα. Το ψυχρότερο σημείο στο ηλιακό μας σύστημα είναι αρκετά κοντά μας. Το διαστημικό σκάφος της ΝΑSΑ, LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), το 2009 προσδιόρισε την θερμοκρασία κρατήρων στο νότιο πόλο της Σελήνης - που δεν τους βλέπει ποτέ ο ήλιος - στους 33 βαθμούς Κέλβιν (-240 βαθμούς Κελσίου), μια θερμοκρασία μικρότερη ακόμη και από τη θερμοκρασία του σκοτεινού και απομακρυσμένου Πλούτωνα.

Αυτό βέβαια το ρεκόρ μπορεί να καταρριφθεί από κάποιο δορυφόρο ή κάποιο νάνο πλανήτη πολύ μακριά από τον ήλιο. Πέρα από το ηλιακό μας σύστημα υπάρχουν κάποιοι ακόμη πιο ψυχροί μετεωρίτες και ο ψυχρότερος από αυτούς τους μοναχικούς περιπλανώμενους ίσως να βρίσκεται στα τεράστια διαγαλαξιακά κενά.

Θα θερμαίνεται μόνο από την ασθενή κοσμική ακτινοβολία μικροκυμάτων - την ακτινοβολία που σταμάτησε να αλληλεπιδρά με την ύλη κατά την Μεγάλη Έκρηξη και τώρα βρίσκεται παντού στο Σύμπαν αντιστοιχώντας σε μια θερμοκρασία περίπου 3 βαθμών Κέλβιν. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία των 2,7 Κ γεμίζει ολόκληρο το σύμπαν, θα μπορούσε κανείς να πει ότι δεν υπάρχει σώμα με μικρότερη θερμοκρασία. Κι όμως δεν είναι έτσι!

Ένα νεφέλωμα που ονομάζεται Boomerang (βλέπε φωτο), 5.000 έτη φωτός μακριά, έχει θερμοκρασία περίπου 1Κ. Το νεφέλωμα διαστέλλεται γρήγορα και γι αυτό ψύχεται (η εκτόνωση των αερίων μειώνει τη θερμοκρασία τους). Το αν το νεφέλωμα Boomerang παραμένει το πιο ψυχρό φυσικό αντικείμενο στο σύμπαν είναι υπό έρευνα. Στα γήινα όμως εργαστήρια, όπως στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας στην Μασαχουσέτη το 2003, ένα νέφος ατόμων Νατρίου έφθασε σε θερμοκρασία 0,45 νανοΚέλβιν (λιγότερο από μισό δισεκατομμυριοστό του βαθμού πάνω από το απόλυτο μηδέν, θερμοκρασία που είναι η μικρότερη που παρατηρήθηκε μέχρι τώρα στο σύμπαν.

ΠΗΓΗ: www.newscientist.com  ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΗ: http://physicsgg.wordpress.com - - 08/03/2011

 

Τελευταία Ενημέρωση στις Τετάρτη, 04 Απρίλιος 2012 22:01  

ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ

ΜΕΓΑΛΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ

1932

Εφευρίσκεται το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Μαθητικο Συνεδριο Πληροφορικης

ΤVSpot Τεχνικού Μουσείου