Температура играет центральную роль в нашем понимании природы, и, как и многие другие явления, она имеет свои крайние границы. Почему же самой низкой температурой считается -273°C (или 0 Кельвинов), а самая высокая может достигать нескольких десятков миллиардов градусов? Давайте погрузимся в мир термодинамики и квантовой физики, чтобы узнать ответ...

Абсолютный ноль: -273,15°C (0 Кельвинов)

На микроскопическом уровне температура является показателем кинетической энергии частиц — атомов, молекул, ионов. Чем выше температура, тем быстрее двигаются эти частицы. Соответственно, если частицы полностью останавливаются, они достигают минимальной возможной температуры. Этот предел называется абсолютным нулем.

Согласно законам квантовой механики частицы не могут иметь абсолютно нулевую энергию, даже при абсолютном нуле. Они сохраняют минимальное количество движения, известное как "нулевая точечная энергия". Поэтому даже при 0 К частицы не останавливаются полностью, но их движение становится минимальным.

Самая высокая температура: несколько десятков миллиардов градусов (и даже выше!)

Противоположный конец температурного спектра не так однозначен. Теоретически, предельной верхней границы для температуры нет. Однако на практике существует температурный предел, за которым начинаются крайне необычные и сложные для понимания физические явления.


Одним из примеров таких предельных температур является состояние внутри звезд во время термоядерной реакции. Температура здесь может достигать десятков миллионов градусов. При таких температурах атомы разрушаются на свои основные составляющие - протоны, нейтроны и электроны.

Еще выше, в пределах первых моментов после Большого Взрыва, температура была настолько высокой, что даже протоны и нейтроны не могли существовать в своей нормальной форме. В этом "супе" из кварков и глюонов обычные понятия температуры становятся менее определенными.

В заключение

Температурный диапазон нашей Вселенной - это путешествие от крайних холодов, где движение частиц приближается к минимуму, до астрономической жары, где привычное понятие материи теряет свой смысл. Эти крайности напоминают нам о глубине и сложности законов природы, а также о том, что у нас еще многое предстоит узнать.Источник: "Космос"