Is er een bovengrens aan de temperatuur?

Kouder dan het absolute nulpunt kan het niet worden. Maar bestaat er een vergelijkbaar absoluut maximum op de temperatuurschaal?

Net als er een absoluut nulpunt is van -273,15 °C, bestaat er, volgens de gangbare natuurkundetheorieën, ook een bovengrens van circa 1,42 x 10^32 ofwel 142 miljoen miljoen miljoen miljoen miljoen °C.

Die temperatuur wordt de plancktemperatuur genoemd naar de Duitse natuurkundige Max Planck, die het bestaan ervan voorspelde.

De temperatuur van een stof hangt samen met de trillingen van de deeltjes. Hoe warmer een stof is, hoe sneller de deeltjes vibreren.

Bij het absolute nulpunt staan alle deeltjes stil – daarom kan het niet kouder worden. Planck zag in dat er ook een bovengrens aan de trilsnelheid van deeltjes is.

De heetste plek in het heelal is op aarde

Bij proeven in de deeltjesversneller LHC van CERN is de hoogste temperatuur ooit gemeten toen protonen met een enorme energie op loodionen botsten om de ‘oersoep’ van het heelal te reconstrueren.

Twee klompjes van respectievelijk loodionen en protonen worden versneld tot 99% van de lichtsnelheid en gaan elk een andere kant op. Als ze botsen, wordt bijna alle bewegingsenergie omgezet in warmte.

De temperatuur tijdens de botsing wordt vastgesteld op 5,5 × 10^12 °C – de hoogst bekende temperatuur in het heelal. Het resultaat is een zogeheten quark-gluonplasma: de ‘oersoep’ die direct na de oerknal ontstond.

De snelheid van de trillingen bepaalt de golflengte en daarmee de kleur van het licht dat een hete stof uitzendt – zo wordt gloeiend metaal steeds witter naarmate het heter wordt.

De golflengte wordt korter als de temperatuur stijgt, en volgens de kwantummechanica bereiken de golflengten een absoluut minimum bij de plancktemperatuur.

De ALICE-detector van CERN heeft de hoogste bekende temperatuur in het heelal gemeten.

© SDO/NASA & Julien Ordan/CERN

Daarom kunnen stoffen niet heter worden. Volgens de huidige theorieën van de natuurkunde heeft niets ooit de plancktemperatuur bereikt.

Zelfs toen het heelal net was ontstaan tijdens de oerknal en alle materie en alle energie in één punt geconcentreerd waren, was de temperatuur vermoedelijk ‘slechts’ 10^27 °C.

Lees ook:

Sådan knækker du spaghetti i to.
Natuurkunde

Zo moet je spaghetti breken

1 minuut
Oneindigheid
Natuurkunde

Oneindigheid is de eeuwige paradox van de natuurkunde

2 minuten
Soundproofed room, Orfield
Natuurkunde

Geluiddode ruimte geeft werkrust

0 minuten

Log in

Fout: Ongeldig e-mailadres
Wachtwoord vereist
ToonVerberg

Al abonnee? Heb je al een abonnement op ons tijdschrift? Klik hier

Nieuwe gebruiker? Krijg nu toegang!