Quiz o temperaturze we wszechświecie
Temperatura jest jednym z najważniejszych parametrów opisujących Wszechświat. Od chłodnej i mglistej materii międzygwiazdowej do ekstremalnie gorących gwiazd, temperatura wpływa na wiele procesów fizycznych zachodzących we Wszechświecie. W tym artykule przyjrzymy się różnym źródłom temperatury we Wszechświecie, od najzimniejszych obszarów, aż po te najgorętsze.
Źródło: Unsplash
Zacznijmy od najniższej temperatury we Wszechświecie – absolutnego zera. Jest to temperatura teoretycznie niemożliwa do osiągnięcia, ponieważ jest to punkt, w którym cząsteczki przestają się poruszać i nie ma już w nich energii cieplnej.
Przestrzeń międzygwiazdowa
W międzygwiazdowej przestrzeni panuje temperatura około 3 K (-270,15°C). Jest to temperatura kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła, będącego pozostałością po Wielkim Wybuchu. Jest to również temperatura, jaką osiągają gazowe chmury międzygwiazdowe, z których powstają nowe gwiazdy.
Ziemia znajduje się na bezpiecznej odległości od naszej gwiazdy, Słońca, której temperatura powierzchniowa wynosi około 5 500°C (5 800 K). To światło i ciepło umożliwiają istnienie życia na naszej planecie. Jednakże, w naszej galaktyce istnieją gwiazdy, których temperatura powierzchniowa może osiągnąć nawet 50 000°C (80 000 K). To ogromne temperatury umożliwiają intensywne reakcje jądrowe, w wyniku których dochodzi do syntezy ciężkich pierwiastków w jądrze gwiazd.
Czarne dziury
Temperatura powierzchni czarnych dziur nazywana jest promieniowaniem Hawkinga. Promieniowanie to jest emitowane przez czarne dziury o masie mniejszej niż miliard ton i jest związane z mechaniką kwantową. Czarne dziury są jednymi z najbardziej ekstremalnych obiektów we Wszechświecie, a ich promieniowanie jest bardzo ważną koncepcją w fizyce teoretycznej.
Temperatura czarnej dziury maleje wraz z jej masą, co oznacza, że mniejsze czarne dziury emitują promieniowanie o wyższej temperaturze niż większe. Z kolei, im wyższa temperatura czarnej dziury, tym krótszy czas życia ma ta czarna dziura. Czarne dziury o masie mniejszej niż miliard ton, takie jak te znajdujące się w centrach galaktyk, emitują promieniowanie Hawkinga, które jest jednak bardzo trudne do wykrycia ze względu na jego niską temperaturę.
Jednym z najważniejszych zastosowań promieniowania Hawkinga jest to, że pozwala ono na teoretyczne wyjaśnienie paradoksu informacyjnego czarnych dziur. Paradoks ten dotyczy zagubienia informacji o stanie kwantowym, które zostało pochłonięte przez czarną dziurę. W oparciu o promieniowanie Hawkinga, teoretycy sugerują, że informacja ta może być przechowywana na horyzoncie zdarzeń czarnej dziury.
Ostatnim źródłem temperatury we Wszechświecie, o którym warto wspomnieć, jest tło promieniowania mikrofalowego. Jest to promieniowanie pozostałe po Wielkim Wybuchu, które obecnie jest rozproszone we Wszechświecie i ma temperaturę około 2,7 kelwina. Promieniowanie to zostało odkryte przez Arno Penziasa i Roberta Wilsona w 1964 roku i jest uważane za dowód na teorię Wielkiego Wybuchu.
