Kanađani se nemaju čime ponositi, ali možemo vam ugoditi što možemo izdržati hladne temperature. Sada živim na Zapadnoj obali, tako da sam mek i slab i rijetko imam temperature ispod smrzavanja.
Ali kod neke moje braće u Kanadi temperatura se može spustiti na razinu koju vaš um i tijelo teško mogu shvatiti. Na primjer, imam prijatelja koji živi u Winnipegu, Manitoba. Za jedan dan prošle zime temperature su se spustile -31 ° C, ali s vjetrenjačom se osjećalo kao -50 ° C. Tog istog dana na Marsu je bio balvan -29C. Na Mars!
Ali za znanstvenike, i za Svemir, to može postati puno hladnije. U stvari toliko hladno da koriste potpuno drugačiju temperaturnu skalu - Kelvin - da izmjere koliko su stvari udaljene od najhladnije moguće temperature: Apsolutna Nula.
Na Celzijevoj ljestvici, apsolutna nula je -273,15 stupnjeva. A u Fahrenheitu je -459,67 stupnjeva. Na Kelvinovoj skali, međutim, to je vrlo jednostavno. Apsolutna nula je 0 kelvina.
U ovom će se trenutku znanstveni objašnjavač naići na minsko polje pogrešne uporabe. To nije 0 stepeni kelvina, ne kažete stupnjevi dio, već kelvinski dio. Samo kelvine.
To je zato što kad izmjerite nešto iz proizvoljne točke, poput smjera u kojem ste upravo skrenuli, promijenili ste kurs za 15 stupnjeva. Ali ako mjerite iz apsolutne točke, kao što je najniža fizička temperatura definirana prirodom, spuštate stupnjeve jer je apsolutna. Apsolutna nula.
Naravno, i ja sam vjerojatno pogriješila. Teško je ovo.
U svakom slučaju, natrag do apsolutne nule.
Apsolutna nula je najhladnija moguća temperatura do koje se teoretski može doći. U ovom se trenutku nikakva toplinska energija ne može izvući iz sustava, niti se može raditi. Mrtav je Jim.
Ali to je potpuno teoretski. Praktično je nemoguće nešto ohladiti do Apsolutne Nula. Da biste se nešto ohladili, trebate obaviti posao da biste iz nje izvukli toplinu. Što ste hladniji, to više posla morate obaviti. Da biste došli do apsolutne nule, trebate uložiti beskonačnu količinu posla. I to je smiješno.
Kao što ste vjerojatno naučili iz fizike ili kemije, temperatura plina prevodi se u gibanje čestica u plinu. Kako hladite plin, izvlačeći iz njega toplinu, čestice se usporavaju.
Mislili biste, dakle, da se hlađenjem nečega do apsolutne nule sva gibanja čestica u tome nešto zaustave. Ali to nije istina
S gledišta kvantne mehanike, nikad ne možete znati položaj i zamah čestica istovremeno. Ako bi se čestice zaustavile, znali biste njihov zamah (nulu) i njihov položaj ... tamo. Svemir i njegovi zakoni fizike to jednostavno ne mogu dopustiti. Zahvaljujem Heisenbergovom načelu nesigurnosti.
Stoga, uvijek ima malo pokreta, čak i ako biste mogli preći na Apsolutnu Nulu, a to ne možete. Ali ne možete izdvojiti više topline iz nje.
Fizičar Robert Boyle bio je jedan od prvih koji je razmotrio mogućnost postojanja najniže moguće temperature, koju je nazvao primum frigidum. 1702., Guillaume Amontons stvorio je termometar za koji je računao da će se smanjiti na -240 C. U stvari prilično blizu.
Ali to je lord Kelvin stvorio ovu apsolutnu skalu 1848., počevši od -273 C ili 0 kelvina.
Po ovom mjerenju, Winnipeg je tog zimskog dana bio blag 223 kelvina.
S druge strane, površina Plutona varira od niske 33 kelvine do visoke od 55 kelvina. To je -240 C do -218 C
Prosječna temperatura pozadine u cijelom Svemiru je samo 2,7 kelvina. Nećete naći mnogo hladnih mjesta, osim ako ne izađete u ogromne kozmičke praznine koje razdvajaju nakupine galaksija.
S vremenom će pozadinska temperatura svemira i dalje padati, ali zapravo nikada neće doseći Apsolutnu Nulu. Čak i u Googlovim godinama, kada je posljednja supermasivna crna rupa napokon isparila, i nije ostalo korisna toplina u cijelom Svemiru.
U stvari, astronomi ovu mračnu budućnost nazivaju "toplinskom smrću" svemira. To je toplotna smrt, kao i smrt sve topline. I sreća.
Možda se iznenadite kad znate da je najhladnija temperatura u cijelom Svemiru upravo ovdje na Zemlji. Pa, ponekad, svejedno. I pod pretpostavkom da vanzemaljci nemaju bolju tehnologiju od nas, što vjerojatno čine.
U vrijeme dok snimam ovaj video, fizičari su koristili lasere za hlađenje plina Rubidium-87 na samo 170 nanokelvina, mali dio iznad apsolutne nule. U stvari, oni su osvojili Nobelovu nagradu za svoj rad na otkrivanju Bose-Einsteinovih kondenzata.
NASA zapravo radi na novom eksperimentu nazvanom Cold Atom Lab koji će poslati verziju ove tehnologije u Međunarodnu svemirsku stanicu, gdje bi trebala moći rashladiti materijal do 100 picokelvina. To je hladno.
Ovdje su vaša predavanja. Apsolutna nula je najhladnija moguća temperatura nego što se ikad može postići, točka u kojoj se daljnja toplinska energija ne može izvući iz sustava. Nikad ne recite stupnjeve kelvina, uzrokovat ćete tolike gubitke. Svemir se još ne može podudarati s našim sposobnostima stvaranja hladnoće ... Uzmi taj Svemir.
Volio bih čuti najhladniju temperaturu koju ste ikad osobno iskusili. Za mene je to bio prosinac u Buffalu. To nije u redu.
Podcast (zvuk): Preuzimanje (Trajanje: 6:54 - 2,4 MB)
Pretplatite se: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): Preuzimanje (Trajanje: 6:56 - 90.4MB)
Pretplatite se: Apple Podcasts | Android | RSS
