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宇宙大爆炸溫度
來源:互聯(lián)網(wǎng)

絕對至高溫度一般被稱為普朗克溫度,以德國物理學(xué)家馬克斯·普朗克命名,是溫度的單位,簡記為Tp。它是自然單位系統(tǒng)中普朗克單位,并且是代表著量子力學(xué)中的一個基礎(chǔ)極限的普朗克單位。普朗克溫度是溫度的基礎(chǔ)上限;現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為推測任何東西比這更熱是毫無意義的。據(jù)現(xiàn)時的物理宇宙學(xué),這是宇宙大爆炸第一個瞬間的溫度(第一個單位普朗克時間)。

普朗克溫度 Tp=1.416833(85) × 10的32次方

背景資料

科學(xué)家最新一項實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)出迄今地球上最熾熱的溫度,該溫度達(dá)到4萬 億攝氏度,是太陽中心區(qū)域溫度的25萬倍,更重要的是它將有助于科學(xué)家進(jìn)一步理解宇宙大爆炸后的狀態(tài)。據(jù)英國每日郵報報道,日前,科學(xué)家一項最新研究創(chuàng)建了地球上最熾熱的溫度,該溫度可達(dá)到4萬億攝氏度。

這一溫度是太陽中心區(qū)域溫度的25萬倍,該溫度曾出現(xiàn)于宇宙大爆炸后短暫的瞬間,這種超熾熱爆炸實(shí)驗(yàn)持續(xù)了不足十億分之一秒,這是紐約布魯克哈溫國家實(shí)驗(yàn)室的一次大型原子碰撞實(shí)驗(yàn)。

溫度實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)將有助于揭示130億-140億年前超級宇宙大爆炸是如何形成的,4萬億攝氏度可以將普通物質(zhì)分解成為亞原子類型的液態(tài)物質(zhì),這種物質(zhì)狀況僅存在于宇宙誕生之初的數(shù)微秒期間。負(fù)責(zé)這項實(shí)驗(yàn)的史蒂文-維格多(Steven Vigdor)博士說:“這一溫度非常高,足以融化質(zhì)子中子?!?/p>

這一超熾熱溫度形成于金離子碰撞,或者帶電金原子,在布魯克哈溫國家實(shí)驗(yàn)室的相對重離子碰撞機(jī)(RHIC)中金離子以接近光速的速度發(fā)生碰撞。

實(shí)驗(yàn)過程

相對重離子碰撞機(jī)是掩埋在紐約市厄普頓區(qū)地下3.6米處4公里長的炸面圈形狀的裝置系統(tǒng)中??茖W(xué)家通過觀察實(shí)驗(yàn)中釋放出的光線顏色測量超熾熱物質(zhì)的溫度,美國研究人員花費(fèi)了多年時間研究這種爆炸實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,期望尋找其中的細(xì)微變化,從而解釋宇宙大爆炸之后原始熾熱液態(tài)物質(zhì)的狀況。維格多說:“相對重離子碰撞機(jī)是設(shè)計用于創(chuàng)建宇宙初期首次出現(xiàn)的溫度狀態(tài)。”在200萬攝氏度的溫度下,原子核中的質(zhì)子中子將融化,形成由夸克(構(gòu)成原子的最小粒子)和膠子(一種理論上假設(shè)的無質(zhì)量的粒子)這樣微小粒子構(gòu)成的液態(tài)物質(zhì)。這些液態(tài)物質(zhì)在宇宙大爆炸之后的數(shù)微秒內(nèi),并充斥著整個宇宙,之后隨著溫度降低逐漸冷卻和凝結(jié),形成了構(gòu)成恒星、行星和宇宙灰塵的原子

粒子物理學(xué)家通常認(rèn)為原始夸克-膠子等離子能以氣體狀態(tài)存在,但最新研究顯示它們可以像液體一樣存在。

物理學(xué)家計劃于2010年使用位于瑞士大型強(qiáng)子對撞機(jī)碰撞鉛離子,所形成的超熾熱溫度將復(fù)制宇宙誕生之初的瞬間狀態(tài)。據(jù)悉,宇宙超新星內(nèi)核區(qū)域的溫度可達(dá)到20億攝氏度,而太陽中心區(qū)域溫度是5000萬攝氏度。

測溫方法

天文學(xué)家研究了72億光年遠(yuǎn)(紅移為0.89)的一個未名星系的氣體。讓該氣體保持溫暖的唯一原因是背景輻射——也就是宇宙大爆炸后殘留下的光熱。巧合的是,在這個不知名的星系后方存在一個更加強(qiáng)大的星系,確切來說,是一個類星體(名為PKS 1830-211)。

從該類星體發(fā)出的無線電會穿透前方的星系氣體。在此過程中,氣體分子吸收了無線電波的能量,因此在無線電波里留下了獨(dú)特的“足跡”。利用這個“足跡”,天文學(xué)家計算出氣體的溫度。他們發(fā)現(xiàn)溫度大約為5.08開爾文(相當(dāng)于-270.27攝氏度)。

參考資料 >

http://tech.qq.com/a/20100221/000027.htm.tech.qq.com.2019-07-25

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