Какая самая низкая температура в природе
Что значит – самая низкая температура в природе – абсолютный ноль?
На вопрос в викторине от Много.ру представленный сайтом tutanetam.ru:
Самая низкая температура в природе?
Выбор правильного ответа:
Самая низкая температура в природе – абсолютный ноль
Но не совсем понятно, что это за температура такая – абсолютный ноль?
Ведь ниже нуля ещё есть и минусовая температура, когда холодно и вода замерзает.
Ни в природе, ни в лаборатории абсолютного нуля не бывает. Потому что достичь его невозможно. Но можно очень близко к нему приблизиться. Например, в земных условиях удалось достичь температуры 0.0000000001 К (одна десятимиллиардная градуса по абсолютной шкале Кельвина). И это значительно более низкая температура, чем та, которая официально зарегистрирована во вселенной: “всего” лишь около 1 К. Такая низкая температура была зарегистрирована в туманности Бумеранг. Сильное охлаждение получилось за счет расширения этой туманности и выброса из нее охлажденного газа с очень высокой скоростью: 500 тысяч км/ч.
Если начинать говорить о низких температурах то на планете Земля зафиксирована самая низкая температура которая опускалась до -93,2 °С и это место располагается в районе Антарктиды и выжить там человеку даже 5 минут не возможно.
А, если говорить о самой низкой температуре зафиксированной во всей вселенной, то это место расположено в Туманности Бумеранг и именно там молекулы газа охладились до —271 °С.
Но это так же не самая низкая температура, абсолютным нулем считается температура -273,15 градусов Цельсия, -459,67 по Фаренгейту и 0 по Кельвину.
В тот момент как образуется это явление прекращается полностью все тепловое движение, но для подобного необходимы специальные лабораторные условия, на Земле до этого еще очень далеко.
Температура в физике очень интересное понятие. Мы невольно ассоциируем понятие температуры с чувствами: “тепло”, “холодно”, “жарко”. Но это лишь крошечный диапазон ощущений. А для физиков температура определяется скоростью движения атомов в веществе. Причем средней. Так вот, при абсолютном нуле всякое движение атомов практически прекращается. Абсолютный ноль недостижим, но к нему близко приблизились. По нашей шкале Цельсия – 273,15 градусов.
На примере воды: при нуле градусов по Цельсию вода замерзает. Атомы образуют кристаллическую решетку. Но они все равно движутся: колеблются. Их колебания прекратятся только при абсолютном нуле.
Поэтому не стоит путать ноль на шкале с физическим понятием абсолютного нуля.
Все атомы, которые окружают нас, находятся в постоянном движении. И чем выше температура, тем быстрее их движение. Абсолютным нулём принято считать температуру, при которой полностью остановится тепловое движение.
Воздух при таком холоде просто осыплется на пол тонким слоем, исчезнет давление атмосферы. Стоит отметить, что, согласно квантовой неопределённости, даже при абсолютном нуле атомы продолжают вращаться и вибрировать.
За абсолютный ноль принята температура в -459,67 по Фаренгейту или -273,15 градусов по Цельсию. А по шкале Кельвина – это просто 0.
В естественных условиях подобный холод невозможен. Наименьшая температура за всю историю наблюдений была зафиксирована в Антарктиде в 1983-м году. Она составляла -89,15 градусов по Цельсию. В космосе также встречаются достаточно холодные места, например туманность бумеранга с температурой 2,73 градуса по Кельвину.
Но лишь в своих лабораториях ученые смогли достичь сверхнизкой температуры, очень близкой к абсолютному нулю:
Самые интересные факты о температуре
Температура – одно из фундаментальных понятий в физике, она играет огромную роль в том, что касается земной жизни любых форм. При очень высоких или очень низких температурах различные вещи могут вести себя очень странно. Предлагаем вам узнать о ряде интересных фактов, связанных с температурами.
Какая температура самая высокая?
Самая высокая температура, которую создал человек, составила 4 миллиарда градусов Цельсия. Трудно поверить, что температура вещества может достичь такого невероятного уровня! Эта температура в 250 раз выше температуры ядра Солнца.
Невероятный рекорд был поставлен в Естественной Лаборатории Брукхэвена в Нью-Йорке в ионном коллайдере RHIC, длина которого – около 4 километров.
Ученые заставили столкнуться ионы золота, пытаясь воспроизвести условия Большого взрыва, создав кварк-глюонную плазму. В таком состоянии частицы, которые составляют ядра атомов – протоны и нейтроны, разбиваются, в результате чего получается “суп” из конституэнтных кварков.
Экстремальная температура в Солнечной системе
Температура среды в Солнечной системе отличается от той, к которой мы привыкли на Земле. Наша звезда Солнце невероятно горячая. В ее центре температура составляет около 15 миллионов Кельвинов, а поверхность Солнца имеет температуру всего около 5700 Кельвинов.
Температура в ядре нашей планеты составляет примерно столько же, сколько температура поверхности Солнца. Самая горячая планета Солнечной системы – Юпитер, температура ядра которого в 5 раз выше, чем температура поверхности Солнца.
Самая холодная температура в нашей системе зафиксирована на Луне: в некоторых кратерах в тени температура составляет всего 30 Кельвинов выше абсолютного нуля. Эта температура ниже, чем температура Плутона!
Температура среды обитания человека
Некоторые народы живут в весьма экстремальных условиях и необычных местах, не совсем удобных для жизни. Например, одни их самых холодных населенных пунктов – поселок Оймякон и город Верхноянск в Якутии, Россия. Температура зимой тут в среднем составляет минус 45 градусов Цельсия.
Самый холодный более крупный город тоже находится в Сибири – Якутск с населением около 270 тысяч человек. Температура зимой там составляется также около минус 45 градусов, а вот летом может подниматься до 30 градусов!
Самая высокая среднегодовая температура была замечена в оставленном городе Даллол, Эфиопия. В 1960-х годах тут зафиксировали средний показатель температуры – 34 градуса Цельсия выше нуля. Среди крупных городов самым жарким считается город Бангкок, столица Таиланда, где средняя температура составляет в марте-мае также около 34 градусов.
Самая экстремально высокая температура, где работают люди, замечена в золотых шахтах Mponeng в Южной Африке. Температура на уровне около 3 километров под землей составляет плюс 65 градусов Цельсия. Предпринимаются меры для охлаждения шахт, например, используют лед или изолирующие покрытия для стен, чтобы шахтеры могли работать без перегревания.
Какая температура самая низкая?
В попытках получить самую низкую температуру, ученые столкнулись с рядом важных для науки вещей. Человеку удалось получить самые холодные вещи во Вселенной, которые намного холоднее, чем любая вещь, созданная природой и космосом.
Замораживание допускает понижение температуры до нескольких милиКельвинов. Самая низкая температура, которую удалось достичь в искусственных условиях – 100 пикоКельвинов или 0.0000000001 K. Чтобы добиться такой температуры, необходимо воспользоваться магнитным охлаждением. Также подобных низких температур можно добиться, используя лазеры.
При таких температурах материал ведет себя вовсе не так, как при обычных условиях.
Какая температура в космосе?
Если вы, к примеру, возьмете в открытый космос термометр и оставите его там на некоторое время в месте, далеком от источника радиации, вы можете заметить, что он показывает температуру 2,73 Кельвина или около минус 270 градусов Цельсия. Это самая низкая естественная температура во Вселенной.
В космосе температура держится выше абсолютного нуля за счет радиации, которая осталась после Большого взрыва. Хотя космос очень холодный по нашим меркам, интересно отметить, что одной из важнейших проблем, с которыми сталкиваются космонавты в космосе, является жара.
Голый металл, из которого сделаны объекты, находящиеся на орбите, может нагреваться до 260 градусов Цельсия из-за свободных солнечных лучей. Чтобы понизить температуру кораблей, их нужно обертывать в специальный материал, который может понизить температуру только в 2 раза.
Температура открытого космоса тем не менее постоянно падает. Теории об этом появились уже давно, однако только недавние измерения подтвердили, что Вселенная охлаждается примерно на 1 градус каждые 3 миллиарда лет.
Температура космоса будет приближаться к абсолютному нулю, однако никогда его не достигнет. Температура на Земле не зависит от той температуры, которая сегодня имеется в космосе, и мы знаем, что наша планета последнее время постепенно нагревается.
Что такое теплород?
Тепло – механическое свойство материала. Чем горячее объект, тем больше энергии имеют его частицы во время движения. Атомы веществ в горячем твердом состоянии вибрируют быстрее, чем атомы тех же, но охлажденных веществ.
Будет ли вещество оставаться в жидком или газообразном состоянии зависит от того, до какой температуры его нагреть. Сегодня об этом знает любой школьник, однако до 19-го столетия ученые полагали, что тепло само по себе является субстанцией – невесомым флюидом, названным теплород.
Ученые считали, что этот флюид испарялся из теплого материала, таким образом, охлаждая его. Он может перетекать из горячих объектов в холодные. Многие прогнозы, основанные на этой теории, на самом деле верны. Несмотря на заблуждения по поводу тепла, были сделаны многие действительно правильные выводы и научные открытия. Теория теплорода была окончательно побеждена в конце 19-го века.
Существует ли самая высокая температура?
Абсолютный нуль – температура, ниже которой невозможно опуститься. А какая температура самая высокая из возможных? Наука пока точно ответить на этот вопрос не может.
Самой высокой температурой называют Планковскую температуру. Именно эта температура была во Вселенной в момент Большого взрыва, согласно представлениям современной науки. Эта температура равна 10^32 Кельвинов.
Для сравнения: если вы можете представить, эта температура в миллиарды раз больше самой высокой температуры, полученной искусственно человеком, о которой упоминалось ранее.
Согласно стандартной модели, Планковская температура пока остается самой высокой температурой из возможных. Если существует что-то еще более горячее, то привычные нам законы физики перестанут работать.
Есть предположения, что температура может подняться еще выше этого уровня, но что произойдет в таком случае, наука объяснить не может. В нашей модели реальности что-либо более горячее существовать не сможет. Может быть, реальность станет другой?
Самая низкая температура во вселенной
Понятие температуры появилось еще в глубокой древности. С тех пор оно не претерпело существенных изменений. Как в древности, считалось, что температура это мера «нагретости» тела, так и теперь. Взгляды древних ученых и современных разнятся лишь в описании ее сущности. В древности люди полагали, что температура есть результат наличия у тела особой невесомой материи – теплорода. Сейчас же известно, что температура есть мера внутренней энергии тела – энергии, обусловленной хаотическим движением молекул, частиц из которых состоят тела.
Самое холодное место во вселенной
Рекордно низкая температура за все время наблюдений на Земле была зафиксирована в Антарктиде на российской станции Восток 21 июля 1983 г. Температура -89,2 °С была измерена полярниками и занесена в журнал наблюдений. Этот рекорд долгое время не был побит. В декабре 2013 г., американские ученые доложили об открытии области в Антарктиде, где температура часто устанавливается ниже рекордной. По их данным в этой области температура может достигать экстремальных значений до -93,2 °С. При такой температуре человека ждет летальный исход примерно через две минуты, но даже такую температуру трудно представить, хоть она и находиться совсем близко, на нашей планете Земле.
Но во вселенной есть места куда менее дружелюбные и температуры там достигают запредельных и невообразимых отметок.
Туманность Бумеранг — молодая планетарная туманность и самый холодный объект в известной нам Вселенной. Туманность лежит в созвездии Центавр в 5 тысячах световых лет от Земли. Она сформировалась вокруг яркой центральной звезды, когда она сбросила облако газа на одном из последних этапов своей жизни. Эта туманность расширяется и выбрасывает охлажденный газ со скоростью 500 000 км/ч. За счет огромной скорости выброса молекулы газа охладились до —271 °С. Это является самой низкой из официально зарегистрированных естественных температур. И, казалось бы, куда еще меньше, но и эта температура не является самой низкой.
Что такое абсолютный ноль? Действительно ли такая температура может существовать во Вселенной? Можем ли мы охладить что-либо до абсолютного нуля в реальной жизни?
Абсолютный ноль — это температура -273,15 градусов Цельсия, -459,67 по Фаренгейту и просто 0 по Кельвину. Это точка, где тепловое движение полностью останавливается. Но такая температура нигде не встречается в известной нам вселенной, так что речь пойдет о лабораторных условиях достижения абсолютного нуля.
В классическом рассмотрении вопроса при абсолютном нуле останавливается все, но здесь не обойтись без квантовой механики. Одним из предсказаний квантовой механики, является то, что невозможно измерить точное положение или импульс частицы с совершенной определенностью. Это известно как принцип неопределенности Гейзенберга.
Если бы вы могли охладить герметичную комнату до абсолютного нуля, произошли бы странные вещи. Давление воздуха упало бы практически до нуля, и поскольку давление воздуха обычно противостоит гравитации, воздух сколлапсирует в очень тонкий слой на полу.
Но даже в этом случае, если вы сможете измерить отдельные молекулы, вы обнаружите кое-что любопытное: они вибрируют и вращаются, совсем немного — квантовая неопределенность в работе. Чтобы поставить точки над i: если вы измерите вращение молекул углекислого газа при абсолютном нуле, вы обнаружите, что атомы кислорода облетают углерод со скоростью несколько километров в час — куда быстрее, чем вы предполагали.
Ближе чем нам кажется
Так что же получается? Где самая низкая температура во вселенной?
На первый взгляд, кажется, что такая температура может существовать где-то очень далеко в темных глубинах космоса, которые еще не доступны нам даже для наблюдения, но как не странно, место, где температура близка к абсолютному нулю намного ближе, чем нам кажется. На Земле ученые в лабораториях все ближе и ближе подбираются к отметке абсолютного нуля. Максимально близко к «Абсолютному нулю» подобрались в США. Американские физики Эрик Корнелл (Eric Allin Cornell) и Карл Виман (Carl Wieman), в 1995 году при охлаждении атомов рубидия, достигли температуры, менее чем на 1/170 млрд. долю градуса выше абсолютного нуля.
Источники:
https://www.bolshoyvopros.ru/questions/2370762-chto-znachit-samaja-nizkaja-temperatura-v-prirode-absoljutnyj-nol.html
https://www.infoniac.ru/news/Samye-interesnye-fakty-o-temperature.html
https://pikabu.ru/story/samaya_nizkaya_temperatura_vo_vselennoy_4205831
