KOSMIČKO TKANJE

BRZINA GRANICA TOPLOTE

NASA

NASA

Teorijski, ta temperatura bi iznosila negde oko 140.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000 stepeni – Celzijusovih ili Kelvinovih, izaberi sam.

Koliko toplo može biti? Svi (uglavnom) znaju da temperatura kosmosa iznosi –2,73 Kelvina. Za to otkriće, Vilson i Penzijas su čak dobili i Nobelovu nagradu za fiziku 1978. godine. To je tek malo više od najniže moguće temperature, koja nigde u prirodi ne postoji, a kojoj se ljudi asimptotski približavaju u laboratorijama. Ali malo ljudi je sigurno da zna kolika je najveća, teorijski moguća temperatura.

Probaću da odgovorim na to pitanje, ali da krenemo prvo od manje toplog, pa ćemo postepeno da dajemo gas. Kao prvo, toplota je energija koju svaka materija ima u sebi, a koja nastaje kretanjem atoma i molekula. Temperatura je čovekov pronalazak, izmišljen zbog toga da bismo mogli da razgovaramo o tome koliko neka materija poseduje takve energije i da bi smo to mogli da izrazimo numerički.

Naš zet Albert Ajnštajn je poručio da elektroni u plazmi – ili bilo koji drugi predmet – mogu da se približe brzini svetlosti, ali nikada da je dosegnu. Takođe je objasnio da što se čestice kreću brže i brže, one postaju teže i teže, tj. masivnije.

Kada kažemo da nekom predmetu „podižemo temperaturu, mi zapravo dodajemo toplotnu energiju njegovim atomima i molekulima i time ih teramo da se kreću brže. Krajnju granicu hlađenja i kretanja atoma postižemo kada tog kretanja uopšte i nema; tada kažemo da smo dosegli apsolutnu nulu. Odavde proističe da naše inicijalno pitanje zapravo glasi: Da li postoji granica u brzini kojom mogu da se kreću atomi i molekuli?

Ali mnogo pre no što stignemo do ikakvog ograničenja brzine, dogodiće se nekoliko stvari. Kao prvo, ako je materija bila čvrsta, otopiće se i postati tečna. Na još višoj temperaturi tečnost će početi da ključa i pretvoriće se u paru ili gas – stanje u kome atomi ili molekuli slobodno jure okolo u svim pravcima. Kako temperatura postaje viša i viša, oni se kreću sve brže i brže. Na primer, molekuli azota u vazduhu u tvojoj rerni, koja je za pečenje torte (mljac, mljac) zagrejana na 180° Celzijusovih stepeni, kreću se prosečnom brzinom od 2.300 kilometara na sat. Čoveče, pa to je 2 maha!

Ako je materija sačinjena od molekula (grozdova atoma slepljenih zajedno), oni će zahvaljujući ogromnoj energiji sudara biti rastureni na delove – slomljeni na sitnije deliće ili čak na pojedinačne atome. Drugim rečima, na dovoljno visokoj temperaturi, svako molekulsko jedinjenje će biti rastavljeno na sastavne delove.

Mogu li i pojedinačni atomi isto tako da budu slomljeni? Zapravo, da. Na dovoljno visokoj temperaturi, elektroni će svakako biti otrgnuti od atoma, stvarajući ključali, tečni pakao slobodnih elektrona i naelektrisanih subatomskih čestica, koji nazivamo plazmom. Ona se nalazi u unutrašnjosti zvezda, na temperaturama koje dosežu desetine miliona stepeni.

Još veća temperatura? Zašto da ne? Izgleda da nema ničega što može da nas spreči da još više zagrevamo elektrone i druge delove atoma u plazmi i nateramo ih da se kreću još brže, sem jedne stvari. To je glavno ograničenje brzine u vasioni: brzina svetlosti u vakuumu, koja iznosi 1,08 milijardi kilometara na sat.

Naš zet Albert Ajnštajn je poručio da elektroni u plazmi – ili bilo koji drugi predmet – mogu da se približe brzini svetlosti, ali nikada da je dosegnu. Takođe nam je objasnio da što se čestice kreću brže i brže, one postaju teže i teže, tj. masivnije. Na primer, kada se elektroni kreću brzinom od 90 procenata svetlosne, njihova masa se poveća 7 puta; pri 99,999 procenata brzine svetlosti, njihova masa postaje 223 puta veća od mase u mirovanju.

Na taj način stigli smo do najviše temperature, preko koje bi čestice plazme dostigle brzinu svetlosti i postale beskonačno masivne. Teorijski, ta temperatura bi iznosila negde oko 140.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000 stepeni – Celzijusovih ili Kelvinovih, izaberi sam.

Kada čuješ ovog leta da ti neko kaže: „Uhhh bre! Pa dokle će ova vrućina ovako?, seti se ovog teksta i objasni mu. I kao što vidiš, nema mesta za brigu o globalnom zagrevanju! Ima još fore…

(Izvor Astronomski magazin)

O autoru

Stanko

Ostavite komentar