Illustrazione: Benjamin Currie (Gizmodo)
Zig AsksIn questo Gizmodo serie, poniamo domande su tutto, dai spazio a mozziconi e ottenere risposte da vari esperti.
Un centinaio di gradi potrebbe sembrare caldo, quando sei sudorazione attraverso vostra camicia luglio—ma su una scala cosmica è a malapena. Il Sole stesso è di oltre 15 milioni di gradi; e in un più caldo-oggetto del concorso, il Sole non sarebbe nemmeno rango. Gli scienziati, infatti, hanno prodotto a temperature molte volte che, qui sulla Terra (in termini di energia cinetica microscopica posti). Abbiamo raggiunto fuori a un certo numero di scienziati per questa settimana Zig Chiede astronomi e fisici—per scoprire quali sono i più caldi in oggetto nell’universo è in realtà.
Abraham Loeb
Professore Di Astronomia, Università Di Harvard
Il più caldo l’oggetto nell’Universo, letteralmente parlando, è il Big Bang. Se andiamo indietro nel tempo, l’Universo diventa più denso e più caldo e senza un limite. Il Big Bang singolarità segna la ripartizione di Einstein, la teoria della gravità, dove la densità e la temperatura della materia e della radiazione divergono a valori infiniti. Per trattare il Big Bang correttamente, abbiamo bisogno di modificare le equazioni di Einstein, incorporando la meccanica quantistica. Purtroppo, non abbiamo un affidabile teoria della gravità quantistica che può dirci cosa è successo e prima del Big Bang.
In un recente libro che abbiamo scritto con Xingang Chen e Zhong Zhi Xianyu, abbiamo dimostrato che si poteva osservare cosa è successo prima del Big Bang, la radiazione cosmica di fondo. Altra singolarità troviamo nell’Universo sono buchi neri, e la nostra speranza è che le divergenze ci sarà anche curata con le stesse teorie.
Il più caldo l’oggetto nell’Universo, letteralmente parlando, è il Big Bang.
James Beacham
Ricercatore post-dottorato in Fisica, Università di Duke e fisico delle particelle al CERN
Penso che il più caldo di oggetti conosciuti nell’universo sono i punti di collisione creata da collisioni di ioni pesanti, come quelli RHIC, a Brookhaven a Long Island, e qui al Large Hadron Collider del CERN. Questi sono più di quello che pensiamo le temperature di supernovae sono. Detto questo, non siamo in grado di escludere la possibilità che un’altra civiltà, da qualche parte nell’universo ha un più avanzato di particelle, il programma di fisica del nostro e raggiunge la collisione di ioni pesanti a energie superiori a quelli di LHC.
C’è un interessante corollario a questo. Quando si scontrano ioni pesanti a circa 5 tera elettronvolt nel Large Hadron Collider, LHC è sia il più freddo oggetto esteso nell’universo, perché a 27 km di magneti utilizzati per piegare e dirigere il fascio nel tunnel di LHC sono immersa nell’elio liquido a 1,9 K, più fredda di 2.7 K di spazio esterno e, contemporaneamente, di creare i luoghi, i punti di collisione, con le temperature più alte dell’universo. Un oggetto veramente unico.
“Non possiamo escludere la possibilità che un’altra civiltà, da qualche parte nell’universo ha un più avanzato di particelle, il programma di fisica del nostro e raggiunge la collisione di ioni pesanti a energie superiori a quelli di LHC.”
Eileen T. Myer
Professore di Fisica, Università del Maryland, Baltimore County
Sarò che scienziato e dire “che cosa si intende per acqua calda?” La maggior parte delle persone sarebbe dire “duh, la temperatura più alta.” Ma la “temperatura” è in realtà un più caricato concetto che la gente potrebbe rendersi conto.
Il modo più comune usiamo implica che tu abbia una certa “roba” (l’acqua, l’aria all’interno del vostro forno, ecc), che è qualcosa che si chiama “equilibrio termico.” Che cosa questo significa, colloquialmente parlando, è che ogni singola unità di la tua roba è un’energia interna che è abbastanza simile a tutto il resto. Se hai fatto un istogramma, che avevano la forma di qualcosa che sembra un po ‘ come una curva a campana: la maggior parte della roba è vicino alla media in energia. Quando questo è il caso, poi la temperatura ha un ben preciso significato. Così, dando l’avvertenza che sto parlando di questi tipi di “termica” fonti, e attaccare con cose che in realtà durano a lungo nel tempo a questi estremi, la risposta è, stranamente, una sorta di legame: da un lato, i centri di stelle, dove il plasma è così fitta che gli elementi sono fusi insieme (fino a 200 milioni di gradi per il più grande, più veloce stelle ardenti); dall’altro, incredibilmente sottile di gas che si estende tra le galassie negli ammassi di galassie, che può raggiungere anche centinaia di milioni di gradi, come in un enorme cluster si chiamano “El Gordo”. Esattamente come che il gas viene riscaldato è ancora in fase di studio, ma la maggior parte delle persone penso che abbia a che fare con le eruzioni dal mostro buchi neri al centro di galassie dell’ammasso.
Naturalmente, c’è un posto che ha anche questi ragazzi battere, anche se solo per un breve istante, e che le stelle massicce all’istante in cui andare supernova. Quei cattivi ragazzi possono ottenere fino a miliardi di gradi.
Partendo dal presupposto che “più caldo” potrebbe anche essere liberamente interpretata come “super energico” posso anche mettere una buona parola per gli oggetti che ho di studio, che sono queste enormi getti di plasma che sono alimentati da buchi neri supermassicci al centro delle galassie (getti che sono probabilmente il riscaldamento del gas in tutto il loro esercito di galassie). Queste fonti sono ciò che noi chiamiamo “relativistica.” Il plasma in loro è completamente ionizzato, e gli elettroni nel plasma sono in movimento con i ridicolmente alte velocità—stiamo parlando del 99,9999% della velocità della luce. Fantascienza e viaggi nello spazio dei fan probabilmente sapere che, mentre, ovviamente, richiede sempre più energia per fare qualcosa di andare sempre più veloce, come ci si avvicina alla velocità della luce, la richiesta di energia aumenta esponenzialmente. Infatti ci vuole una quantità infinita di energia per accelerare qualsiasi oggetto massiccio fino alla velocità della luce, in modo da raggiungere il 99% o più richiede un sacco di energia. L’energia cinetica totale in questi getti dei buchi neri è enorme. Da alcune misure, sono gli eventi più energetici dell’Universo, grazie alla loro lungo ciclo di vita di centinaia di migliaia di anni o più.
“L’energia cinetica totale in questi getti dei buchi neri è enorme. Da alcune misure, sono gli eventi più energetici dell’Universo, grazie alla loro lungo ciclo di vita di centinaia di migliaia di anni o più.”
Spencer Klein
Senior Scientist presso il Lawrence Berkeley National Laboratory e Fisico ricercatore all’università di Berkeley
La risposta dipende dalla definizione di ‘object’. La temperatura è una misura dell’energia media per particella, ma solo con un grande numero di particelle che hanno termalizzata (raggiunto simili medio di energie). Non saremmo mai discutere la temperatura di un singolo atomo, come non chiamare una singola molecola di un liquido o di un gas. Né dovremmo usare il termine per la temperatura, se le particelle hanno di gran lunga le energie più disparate.
Normalmente, ci piacerebbe avere 100-1,000 particelle parlare di un termalizzata sistema. Con questo limite, il più caldo terrestre oggetti sono il quark gluon plasma (QGPs) prodotta quando il CERN Large Hadron Collider (LHC) si scontra con due nuclei di piombo. Questi oggetti contengono migliaia di quark e gluoni prodotto quando l’energia cinetica dei nuclei di piombo si trasforma in materia nucleare. I quark e i gluoni, espandere e fresco, alla fine si combinano per formare protoni e gli altri adroni. La temperatura massima raggiungibile dipende quando possiamo chiamare questo un Quark Gluon Plasma, che dipende da quanto tempo prende per i quark e i gluoni per interagire abbastanza per thermalize. Questo non è ben compreso. Così, non è facile definire un tempo quando il QGP esiste prima come un termalizzata oggetto. Calcolato il momento iniziale, corrisponde ad una temperatura di circa 5,5 trilioni di gradi Kelvin. È la stessa temperatura in gradi Celsius; 273 differenza di grado, non importa, o circa 10 trilioni di gradi Fahrenheit. Con un iniziale diverso tempo, la temperatura potrebbe essere il 50% più alto o più basso.
Se la domanda non ha vincoli di spazio e di tempo, il Big Bang è stato molto più caldo di questo. Come con il QGP, di decidere quando è il primo diventa un termalizzata oggetto dipende dalla definizione di “oggetto”, ma anche ignorando il molto presto (e molto caldo) volte che possiamo davvero pensare, è facile raggiungere temperature superiori a 100 milioni di miliardi di miliardi di gradi.
“La risposta dipende dalla definizione di ‘object’.”
Kevin A. Pimbblet
Senior Lecturer, Astrofisica, Università di Hull, regno UNITO
Se includiamo nella nostra definizione di Universo tutto quello che è successo in passato, quindi la più calda oggetto nell’Universo è stato il Big Bang stesso. Corrente di pensiero luoghi la temperatura dell’Universo è vicino al momento del Big Bang come 10 elevato alla potenza di 32 Kelvin (un numero a 32 zeri alla fine di esso, o 100 milioni di milioni di milioni di milioni di milioni di euro!). Chiaramente questo è incredibilmente caldo per la nostra vita quotidiana e non qualcosa che si può facilmente misurare.
Così che cosa circa le cose che si possono misurare? Sorprendentemente, abbiamo misurato alcune temperature molto calde, proprio qui sul pianeta Terra. Il CERN Large Hadron Collider prodotto una temperatura di oltre 5 mila miliardi di Kelvin nel 2012 quando hanno distrutto insieme di ioni pesanti in viaggio un poco al di sotto della velocità della luce. Questo è il più caldo temperatura misurata che noi conosciamo.
Ma cosa dire di più recente? La risposta è probabilmente quando una stella massiccia crolla in cui il suo core può raggiungere una temperatura di alcuni 10s di miliardi di gradi Kelvin.
“La risposta è probabilmente quando una stella massiccia crolla in cui il suo core può raggiungere una temperatura di alcuni 10s di miliardi di gradi Kelvin.”
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