температура планка что такое
Планковская температура
Планковская температура, названная в честь немецкого ученого-физика Макса Планка, единица температуры, обозначаемая TP, в Планковской системе единиц. Это одна из планковских единиц, которая представляет фундаментальный предел в квантовой механике. Современная физическая теория не способна описать что-либо более горячее из-за отсутствия в ней разработанной квантовой теории гравитации. Выше планковской температуры энергия частиц становится настолько большой, что гравитационные силы между ними становятся сравнимы с остальными фундаментальными взаимодействиями. Это температура Вселенной в первый момент (Планковское время) Большого взрыва в соответствии с текущими представлениями космологии.
1.41679(11)·10 32 K (или иначе говоря, температура Планка составляет 141 нониллион 679 октиллионов градусов).
— постоянная Дирака
Две цифры в скобках обозначают неопределённость (Стандартное отклонение) в последних двух цифрах значения планковской температуры.
См. также
Ссылки
Энергия | Сила | Мощность | Плотность | Угловая частота | Давление | Ток | Напряжение | Сопротивление | Импульс | Площадь
Полезное
Смотреть что такое «Планковская температура» в других словарях:
Планковская эпоха — Планковская эпоха самая ранняя эпоха в истории наблюдаемой нами Вселенной, о которой существуют какие либо теоретические предположения. В эту эпоху вещество Вселенной имело энергию 1019 ГэВ, плотность 1097 кг/м³ и находилось при температуре … Википедия
Температура — Размерность Θ Единицы измерения СИ К … Википедия
Планковская длина — (обозначаемая ) фундаментальная единица длины в планковской системе единиц, равная в системе СИ примерно 1,6·10−35 метров. Планковская длина естественная единица длины, поскольку в неё входят только фундаментальные константы: скорость … Википедия
Планковская мощность — Планковская энергия делённая на планковское время дают Планковская мощность PP, эквивалентную 3,62831 × 1052 Вт. Это экстремально большая единица измерения; каждый из гамма всплесков, самых ярких из известных событий, имеет выходную мощность в… … Википедия
Планковская площадь — Планковская площадь единица измерения площади. Площадь, огораживаемая квадратом, длина стороны которого равна Планковской длине. Используется в ядерной физике и квантовой теории поля … Википедия
Планковская плотность — В физике, Планковская плотность это единица измерения плотности, обозначаемая ρP определенное в терминах фундаментальных констант в натуральных единицах, так же известных как планковские единицы. Планковская плотность определяется как: ≈… … Википедия
Планковская черная дыра — Планковская чёрная дыра гипотетическая чёрная дыра с минимально возможной массой, которая равна планковской массе. Предполагаемые свойства Масса порядка 10−5 г (планковская масса), радиус 10−35 м (планковская длина). Комптоновская длина волны… … Википедия
Планковская чёрная дыра — гипотетическая чёрная дыра с минимально возможной массой, которая равна планковской массе. Предполагаемые свойства Масса порядка 10−5 г (планковская масса), радиус 10−35 м (планковская длина). Комптоновская длина волны планковской чёрной дыры по… … Википедия
Абсолютной максимальной температурой является температура Планка
Есть ли максимальная температура?
Но как насчет самой высокой температуры? Есть ли абсолютная жара?
Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте посмотрим, какие высокие температуры есть в нашем мире и во Вселенной.
Какая самая высокая температура на Земле?
Самая высокая температура, когда-либо зарегистрированная на поверхности Земли, составляет 56,7 ° C. Этот максимум зафиксирован в 1913 году в Долине Смерти в Калифорнии, США. Но, как известно, этой температуре очень далеко до самой высокой температуры во Вселенной.
Какая самая высокая температура на Солнце?
Очевидно, что Солнце – это первое, что всплывает в нашей голове, когда мы думаем о самых горячих вещах во Вселенной или, по крайней мере, о нашей Солнечной системе. Температура на его поверхности составляет около 5500 ° C, в то время как в его ядре температура может достигать 15 миллионов ° C.
Чтобы понять, насколько это жарко, попробуйте представить, что до этой температуры мы нагрели железный шар. Тепло от этого шара мгновенно убило бы все живое в радиусе 2000 километров! Если вам все еще недостаточно жарко, давайте посмотрим на звезды, которые даже горячее нашего Солнца.
Есть ли звезды с температурой больше Солнца?
Конечно. Довольно невзрачный белый карлик в туманности Красный Паук сияет при температуре 300 000 ° C, которая более чем в 50 раз горячее поверхности нашего Солнца. Еще круче этого есть квазары, где сжигается в 100 раз больше энергии, чем во всем Млечном Пути! Газ вокруг квазара может достигать температуры 80 миллионов ° C.
Субатомные температуры
Как видите, мы все выше и выше поднимаемся по температурной лестнице Вселенной. Далее нам снова нужно вернуться из космоса на на Землю. Самая высокая температура, с которой мы когда-либо сталкивались, зафиксирована в Большом адронном коллайдере. Находясь в Швейцарии, эта машина используется учеными для наблюдения за событиями, происходящими во время высокоскоростных столкновений между атомными частицами.
Когда частицы, ускоренные до околосветной скорости, сталкиваются вместе, выделяется невероятное количество энергии. Так, в течение доли секунды температура достигает 4 триллионов ° C, что намного выше, чем при взрыве сверхновой или ядерном взрыве! Эта температура достаточно высока, чтобы растопить даже субатомные частицы, сделав из них грязный суп.
Помимо того, что температура Планка является самой высокой температурой, когда-либо теоретически достигнутой в нашей Вселенной, физики предполагают, что при любой температуре, превышающей стандарт Планка, гравитационные силы затронутых частиц станут настолько сильными, что они могут создать черную дыру. Черная дыра, которая создается из энергии, а не из материи, называется «кугельблиц». Наши общепринятые в настоящее время модели физики рушатся на фоне этого явления, оставляя многие вопросы без ответа.
Если вы что-то не поняли, предлагаем посмотреть этот ролик, из которого вы обязательно поймете многие вещи по этой теме:
Какую самую высокую температуру может пережить человек?
Планковская температура
Планковская температура – это единица измерения температуры, которую в 1899-м году предложил немецкий физик Макс Планк. Является частью его работы по созданию «естественной» системой единиц, что получила название «планковской».
Планковская температура обозначается большой буквой «T» с индексом P, а ее значение равняется около TP=1,416 х 10 32 K. Для общего представления следует отметить, что температура в ядре Солнца составляет всего 15 х 10 6 К. Наиболее высокая температура, установленная человеком при помощи технологий – температура в установке для удержания плазмы в термоядерном реакторе, составляет примерно 150 х 10 6 К, что все же и рядом не стоит с планковской температурой.
Материалы по теме
Температура звезды
Данную единицу измерения можно вычислить двумя способами:
Согласно теории Большого взрыва Вселенная имела планковскую температуру в конце так называемой Планковской эпохи – в течении первых 10 −43 секунд существования Вселенной. Планковская температура является верхним пределом возможной температуры, при которой работает квантовая теория. В силу значительного роста энергии частиц с повышением температуры выше указанного предела, гравитационные силы станут в один ряд с другими видами взаимодействия. Для описания вещества в более горячем состоянии потребуется квантовая теория гравитации, над созданием которой пока еще ведутся работы.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Почему существуют пределы того, что могут прогнозировать физики?
Если делить вещество во Вселенной на все меньшие и меньшие составляющие, вы в конечном итоге достигнете ограничения, столкнувшись с фундаментальной и неделимой частицей. Все макроскопические объекты можно поделить на молекулы, даже атомы, затем электроны (которые фундаментальны) и ядра, затем на протоны и нейтроны, и, наконец, внутри них будут кварки и глюоны. Электроны, кварки и глюоны — примеры фундаментальных частиц, которые нельзя разделить еще больше. Но как такое возможно, чтобы у самого времени и пространства были такие же ограничения? Почему вообще существуют значения Планка, которые уже нельзя делить дальше?
Чтобы понять, откуда берется планковская величина, стоит начать с двух столпов, которые управляют реальностью: общая теория относительности и квантовая физика.
Общая теория относительности связывает материю и энергию, существующие во Вселенной, с кривизной и деформацией ткани пространства-времени. Квантовая физика описывает, как различные частицы и поля взаимодействуют между собой внутри ткани пространства-времени, в том числе и в очень малых масштабах. Существует две фундаментальные физические константы, которые играют роль в общей теории относительности: G — гравитационная постоянная Вселенной, и c — скорость света. G возникает, поскольку задает показатель деформации пространства-времени в присутствии вещества и энергии; c — потому что это гравитационное взаимодействие распространяется в пространстве-времени на скорости света.
В квантовой механике тоже появляется две фундаментальные константы: c и h, где последняя — это постоянная Планка. c — это ограничение скорости всех частиц, скорость, с которой должны двигаться все безмассовые частицы, и максимальная скорость, с которой может распространяться любое взаимодействие. Постоянная Планка была невероятной важной для описания того, как квантуются (считаются) квантовые энергетические уровни, взаимодействия между частицами и все возможные исходы событий. Электрон, вращающийся вокруг протона, может иметь любое количество энергетических уровней, но все они появляются дискретными шагами, и размер этих шагов определяется h.
Совместите три этих постоянных: G, c и h, и сможете использовать разные их сочетания для построения шкалы длины, массы и периода времени. Они известны, соответственно, как длина Планка, масса Планка и время Планка. (Можно построить и другие величины, например, энергию Планка, температуру Планка и так далее). Все это, в общем и целом, шкала длины, массы и времени, при которых — в отсутствие какой-либо другой информации — будут значительными квантовые эффекты. Есть хорошие причины полагать, что это так и есть, и довольно легко понять — почему так.
Представьте, что у вас есть частица определенной массы. Вы задаете вопрос: «Если бы моя частица имела такую массу, в насколько малый объем ее нужно сжать, чтобы она стала черной дырой?». Вы еще можете спросить: «Если бы у меня была черная дыра определенного размера, за какое время частица, двигающаяся на скорости света, преодолела бы расстояние, равное этому размеру?». Масса Планка, длина Планка и время Планка соответствуют именно таким величинам: черная дыра планковской массы будет планковской длины и пересекаться со скорость света за планковское время.
Но планковская масса намного, намного более массивна, чем любые частицы, которые мы когда-либо создавали; она в 10 19 раз тяжелее протона! Длина Планка, точно так же, в 10 14 раз меньше любого расстояния, которое мы когда-либо зондировали, а планковское время в 10 25 раз меньше любого прямо измеренного. Эти масштабы никогда не были напрямую доступны для нас, но они важны по другой причине: планковская энергия (которую вы можете получить, поместив планковскую массу в E = mc 2 ) – это масштаб, при котором квантово-гравитационные эффекты начинают приобретать важность и значимость.
Это значит, что при энергии такой величины — или временных масштабах короче времени Планка, или шкалы длины меньше длины Планка — наши нынешние законы физики должны нарушаться. В игру вступают эффекты квантовой гравитации, и предсказания общей теории относительности перестают быть надежными. Кривизна пространства становится очень большой, а значит и «фон», который мы используем для расчета квантовых величин, тоже перестает быть надежным. Неопределенность энергии и времени означает, что неопределенности становятся выше значений, которые мы знаем как рассчитать. Короче говоря, привычная нам физика больше не работает.
Для нашей Вселенной это не проблема. Эти энергетические масштабы в 10 15 раз выше, чем те, которых может достичь Большой адронный коллайдер, и в 100 000 000 раз больше самых энергетических частиц, которые создает сама Вселенная (космические лучи высокой энергии), и даже в 10 000 раз выше показателей, которых достигла Вселенная сразу после Большого Взрыва. Но если бы мы хотели исследовать эти пределы, есть одно место, где они могут быть важны: в сингулярностях, расположенных в центрах черных дыр.
В этих местах массы, значительно превосходящие планковскую массу, сжимаются в размер, теоретически меньший длины Планка. Если во Вселенной есть место, где мы сводим все линии в одну и входим в режим Планка, то это оно. Мы не можем получить к нему доступ сегодня, потому что оно закрыто горизонтом событий черной дыры и недоступно. Но если мы будем достаточно терпеливы — а терпения потребуется много — Вселенная даст нам такую возможность.
Видите ли, черные дыры со временем медленно распадаются. Интеграция квантовой теории поля в искривленном пространстве-времени ОТО означает, что небольшое количество излучения испускается в пространстве вне горизонта событий, а энергия для этого излучения исходит из массы черной дыры. Со временем масса черной дыры уменьшается, горизонт событий сжимается, и через 10 67 лет черная дыра солнечной массы полностью испарится. Если бы мы могли получить доступ ко всему излучению, покинувшему черную дыру, включая самые последние моменты ее существования, мы, несомненно, смогли бы собрать воедино все квантовые эффекты, которых не предсказывали наши лучшие теории.
Совсем не обязательно, что пространство нельзя разделить на еще более мелкие единицы, чем планковская длина, и что время нельзя разделить на единицы меньшие, чем планковское время. Просто мы знаем, что наше описание Вселенной, в том числе наши законы физики, не могут выйти за пределы этих масштабов. Квантуемо ли пространство? Течет ли время непрерывно на самом деле? И что нам делать с тем фактом, что все известные фундаментальные частицы во Вселенной имеют массы намного, намного меньше планковской? На эти вопросы в физике нет ответов. Планковские масштабы не столь фундаментальны в ограничении Вселенной, сколь в нашем понимании Вселенной. Поэтому мы продолжаем экспериментировать. Возможно, когда у нас будет больше знаний, мы получим ответы на все вопросы. Пока нет.
Температура планка что такое
Многие любознательные люди задаются вопросом: «Почему у температуры есть минимальный предел (абсолютный нуль) и нет максимального?»
Ограничена ли законами природы максимальная температура? С таким вопросом физики отправят Вас на рубеж 19-20 веков, когда М. Планк показал путь выхода из «ультрафиолетовой катастрофы». Он также заметил, что можно так сгруппировать основные фундаментальные константы (скорость света, гравитационную постоянную, постоянную Больцмана и др.), что в итоге получится комплекс, имеющий простую размерность типа метра, килограмма, секунды и т. д. Такие величины называют планковскими, среди них находится и планковская температура.
Планковская температура определяется так:
Где, mp – планковская масса, с – скорость света, ħ – постоянная Дирака, k – постоянная Больцмана, G – гравитационная постоянная [15].
Как видите, планковская температура это экзотическая температура, полученная из набора постоянных. Учитывая, что G не является постоянной, поэтому такой температуры быть не может. Данная цифра была получена искусственно, чтобы хоть как-то ограничить бесконечность температурной шкалы. С развитием гипотезы Большого взрыва, ее связали с температурой Вселенной, что якобы она имела такое значение в первый момент Большого взрыва.
По поводу Большого взрыва одна ремарка.
Еще раз посмотрим на график (рис.4), функция G=ƒ(Θ) монотонно растет до значения G=0,1, что соответствует температуре 4,39·10 11 К, не достигнув одного порядка до максимальной, а затем буквально «взрывается», стремясь уйти в бесконечность. Такое поведение косвенно говорит о том, что любое тело, еще не достигнув максимальной температуры готово взорваться. Поэтому, температура, имеющая значение с 32-мя нулями, говорит о недостижимости и некорректности такого числа, будь то Big Bang (Большой взрыв) или Little Bang (Малый взрыв).
Температура 4,39·10 12 К является критической температурой для любого тела (вещества) Вселенной!
Попутно, еще один сценарий с красным солнечным гигантом, который якобы поглотит Землю, на мой взгляд, также не состоятелен. В солнечной системе, в отдаленном будущем, когда Солнце начнет угасать и остывать, постепенно будет уменьшаться и притяжение планет к нему, которые будут уходить на более отдаленные орбиты от Светила. Землю никакой красный гигант не поглотит, даже Меркурий останется живым, а точнее мертвым, после охлаждения Солнца. Это будет происходить до тех пор, пока Солнце совсем не угаснет, после чего планеты будут представлены сами себе и космическому холоду, и отправятся в космическое плавание в поисках новой звезды уже без нас. С одной стороны это печально, а с другой радостно – это путешествие не заставит нас дрожать в космическом холоде.
Планетам солнечной системы, по большому счету, безразлична масса Солнца (по закону тяготения Ньютона), отвечающая за притяжение, их интересует только его теплота (энергия). Но чтобы быть звездой и обогревать других, нужна масса и соответствующий объем. Чем горячее звезда, тем мощнее ее излучение и соответственно – гравитация.
Исходя из конечности скорости света, невозможно разогнать частицы, превышающую эту скорость. С такой точкой зрения согласен автор справочника «Технология лабораторного эксперимента» Е.А.Коленко, цитата: «Верхний предел возможной в природе температуры обусловлен теорией относительности, исключающей возможность движения материального тела со скоростью, превышающей скорость света. Исходя из этого кинетическая энергия материальных частиц движущихся со скоростью, приближающейся к скорости света, соответствует температуре 10 12 К» [16].
На страницах научных журналов регулярно появляются сообщения о достижении в научных экспериментах новых рекордов достижении максимальной температуры – 100 млн градусов, 4 триллиона, 5,5 триллионов, 10 триллионов градусов.
В настоящее время модная у физиков теория струн предсказывает максимальную температуру около 10 30 К, что на два порядка ниже планковской. Данная модель носит название «Хагедорн температура», в честь немецкого физика Хагедорн Рольфа [17]. В этом же источнике указывается, что в экспериментах в LHC CERN достигнута самая высокая температура на земле около 10 17 K (без указания ссылки). В то же время, до недавнего времени считалось, что самая высокая температура во Вселенной в 10 триллионов градусов была получена в 2010 году в том же CERN. на Большом адронном коллайдере – БАК. Увеличение на 5 порядков однозначно говорит о не корректности данной цифры. Я бы усомнился и в достижимости одного триллиона градусов, не говоря уже о десяти триллионов (10·10 12 К), т.к. такую температуру на практике достичь также невозможно из-за теоретического предела.
Еще одно доказательство невозможности достичь максимальной температуры, читаем в следующих статьях: «Максимально возможная температура» и «Диапазон электромагнитного излучения».
Конечная температура должна положить конец спекуляций по поводу сингулярности, коллапса, когда всю материю Вселенной пытаются втиснуть в объем горошины или яблока с бесконечно огромной температурой взрыва.
Планковская температура – это экзотика в физике, или физика в экзотике!