Quelle est la température la plus chaude possible?

Quelle est la température la plus chaude possible?

L'idée des sources chaudes absolues de son cousin plus connu, le zéro absolu, qui, comme vous vous en souviendrez, est 0 K, -273,15 ° C ou -459,67 ° F. Et bien qu'une définition abrégée de la température la plus basse indique fréquemment qu'elle est au point où la matière cesse de bouger, c'est techniquement incorrect. Le zéro absolu est en réalité le point où le mouvement moléculaire ne produit plus chaleur (mais a une énergie de point zéro).

Inversement, la chaleur absolue pourrait alors être définie comme le point où le mouvement moléculaire ne pourrait plus produire de chaleur, quelles que soient les circonstances.

Dans le modèle standard de l’univers, la température la plus chaude possible jamais atteinte s’est produite en une fraction de seconde (10-43) après le Big Bang. Pendant cette minuscule période (appelée une heure de Planck), on pense que l’univers n’a été qu’une très petite longueur de Planck (10-35 mètres) et ont atteint une température absolue absolue à 1032 K (appelée température de Planck). À titre de comparaison, notre soleil est un maigre 1.571 x 107 K en son centre et la température la plus élevée jamais créée par l'homme est actuellement de 5,5 x 1012 K.

Au-delà de la température de Planck étant la température la plus élevée jamais atteinte théoriquement dans notre univers, les physiciens émettent l'hypothèse qu'à une température supérieure à celle de Planck, les forces gravitationnelles des particules affectées deviendraient aussi fortes que les autres forces fondamentales (électromagnétique et nucléaire faible et fort), résultant en tous les quatre devenir unifié en une seule force. Qu'est-ce qui se passe ensuite? Personne ne sait, comme les modèles de physique conventionnels actuellement acceptés, s’effondrent. Bien sûr, tout cela est théorique, car personne n’a encore mis au point une théorie quantique de la gravité acceptée. Comme l’a décrit le lauréat du prix Nobel Steven Weinberg, quoi qu’il se passe à des températures supérieures à 1032 K reste obscurci par un "voile".

Il convient de noter que tous les physiciens ne suivent pas le modèle standard et certains préfèrent, par exemple, la théorie des cordes, qui tente de décrire les quatre forces fondamentales comme des manifestations différentes d'un même objet de base (une chaîne). Pour les théoriciens des cordes, la température la plus élevée possible est de loin inférieure à celle postulée par le modèle standard; appelé température de Hagedorn, c’est le point où la matière ordinaire n’est plus stable et «s’évapore» ou se transforme en matière de quarks. Selon cette théorie, on pense que le moment où cela se produit, ou à chaud, est juste de 1030 K, ou environ 1% de la température de Planck.

Faits bonus:

  • Bien que le fait de chauffer quelque chose près de la température de Planck dépasse de loin notre technologie à l’heure actuelle, ce n’est pas le cas. Par exemple, en 2015, des chercheurs du MIT ont réussi à refroidir des molécules de sodium et de potassium jusqu'à seulement 500 nanokelvines, soit 500 milliards de 1 K.
  • Au moins un animal peut survivre à un froid proche du zéro absolu, le tardigrade. Également connu sous le nom d'ours marin, il a été démontré que cet être microscopique était capable de survivre s'il était gelé pendant plusieurs minutes à seulement 1 degré au-dessus du zéro absolu. Il peut également survivre au chauffage à des températures bien au-delà de la température d'ébullition de l'eau. Les tardigrades ne sont pas leur seul truc de survie, mais ils peuvent également survivre à de nombreux autres extrêmes dans lesquels les humains mourraient instantanément. Vous pouvez en apprendre davantage sur ces créatures fascinantes qui sont peut-être même en train de traîner dans votre jardin ici: The Amazing Tardigrade
  • Juste pour le plaisir: l’énergie nécessaire pour arrêter la Terre en orbite autour du Soleil est d’environ 2,6478 × 1033 joules ou 7.3551 × 1029 Wattheures ou 6.3285 x 1017 mégatonnes de TNT. Pour référence, la plus grande explosion nucléaire jamais éclatée (le tsar Bomba de l'Union soviétique) n'a «produit» que 50 mégatonnes d'énergie TNT. Il faudrait donc environ 12 657 000 000 000 de ces bombes nucléaires qui ont explosé au bon endroit pour arrêter la Terre dans son trajectoire autour du Soleil.
  • Étonnamment, si nous étions en mesure de convertir parfaitement la matière en énergie avec 1 kg de matière complètement annihilée, l’énergie produite à partir de cette petite quantité de matière représente environ 42,95 mégawatts de TNT. Ainsi, un homme adulte pesant environ 200 livres a environ 4000 mégatonnes de potentiel de TNT dans sa matière s'il est complètement annihilé. Cela représente environ 80 fois plus d'énergie que celle produite par le Tzar Bomba susmentionné, qui a lui-même produit une explosion environ 1 400 fois plus puissante que les explosions combinées des bombes larguées sur Hiroshima et Nagasaki. Pour illustrer davantage, 1 mégatonne de TNT, convertie en kilowattheures, produit suffisamment d’électricité pour alimenter une maison américaine moyenne pendant environ 100 000 ans. Il suffit également d’alimenter l’ensemble des États-Unis pendant un peu plus de 3 jours. Ainsi, 1 kg de matière complètement anéantie permettrait de propulser l’ensemble des États-Unis pendant environ quatre mois. Alors, un homme adulte moyen, une fois complètement annihilé, produirait suffisamment d’énergie pour alimenter les États-Unis pendant environ 30 ans si nous pouvions exploiter toute cette énergie. La crise énergétique résolue. 😉
  • Sur une échelle complètement déroutante, une explosion typique de supernova générera environ 10 000 000 000 000 000 000 000 de mégatonnes de TNT.

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