سردترین و گرمترین منطقۀ کیهان کجاست؟

فضا به خودی خود سرد یا گرم نیست، چرا که بدون وجود ماده‌ای با تغییرات حرارتی، دما هیچ معنایی ندارد. از آنجا که حدی نهایی برای سرما وجود دارد که همان صفر مطلق یا منفی ۲۷۳.۱۵ درجه سانتیگراد است، امکان ندارد چیزی بتواند از این دما سردتر شود. اما وقتی در مورد حداکثر دمای نظری صحبت می‌کنیم، موضوع کمی فرق می‌کند. با ما همراه باشید تا با سردترین و گرمترین مناطق شناخته شده آشنا شوید.

  

گازهای سحابی بومرنگ سرتردین منطقۀ کیهانی را تشکیل داده اند.

سردترین منطقه در کیهان

سردترین دمایی که بر اساس قوانین فیزیک می‌توان به آن رسید صفر مطلق، یا ۲۷۳.۱۵ – درجه‌ی سلسیوس است. دانشمندان در آزمایش‌های علمی به دماهایی تا یک میلیاردم درجه بالاتر از صفر مطلق نیز رسیده اند اما برای رسیدن به این دماهای باورناپذیر به تجهیزات پیچیده و گران‌قیمتی نیاز است. اما در کیهان سردترین مکان شناخته شده بصورت طبیعی گازهای سحابی بومرنگ میباشند که دمای سردی برابر ۲۷۲.۱ – درجه‌ی سلسیوس دارند. این سحابی که ۵۰۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد در صورت فلکی قنطورس واقع شده و از مرگ ستاره‌ای به‌ وجود آمده که انبساط گازهای سحابی موجب شده دمای آن تا یک درجه بالاتر از صفر مطلق سرد شود.

در سال ۲۰۱۳ نیز گروهی از پژوهشگران اعلام کردند گازی کوانتومی متشکل از اتم‌های پتاسیم ایجاد کرده‌اند که دمای آن منفی است، البته این شرایط دمای منفی، بیشتر تعبیری ترمودینامیک است و مربوط به حالت‌هایی می‌شود که انتروپی ماده تا حد بیشینه افزایش یافته و با افزایش بیشتر انرژی، انتروپی کاهش می‌یابد.

داغ ترین دمای کیهان مربوط به قلب بیگ بنگ میباشد.

گرمترین منطقه در کیهان

اما گرم ترین نقطه در کیهان به قلب بیگ بنگ باز می گردد، نقطه ی فشرده‌ای از دما و چگالی که جهان ما از آنجا آغاز شده که به آن دمای پلانک می گویند. براساس درک فعلی ما از فیزیک کیهان، این حرارت دمایی برابر دمای فوق العاده ای برابر (۱٫۴۲×۳۲^۱۰) کلوین میباشد. این دما بالاترین دمای مجاز در مدل استاندارد فیزیک ذرات است. به گفته ی دانشمندان این دما فقط زمانی به وقوع می‌پیوندد که ذرات در تعامل با یکدیگر به تعادل گرمایی برسند. برای تصور‌ کردن چنین دمایی و رسیدن به مفهوم آن باید مفهوم تعادل را بدانید. بسیاری از کیهان‌شناسان معتقدند داغ‌ترین دمای واقعی در تاریخ جهان چندین مرتبه خنک‌تر از دمای پلانک است.

کیهان‌شناسان براساس مطالعات می‌گویند در اولین لحظات پس از بیگ بنگ، گسترش و انبساط کیهان به قدری سریع انجام شد که هیچ ذره‌ای قادر به تعامل نبود و در آن لحظات لزوما جهان دمای بسیار پایینی داشت. در کسر کوچکی از ثانیه پس از این اتفاق، ریز موج‌های فضا ـ زمان ممکن است همراه ماده شروع به ارتعاش کرده و ماده را به اجبار به تعادل گرمایی رسانده باشد. این امر موجب گرم کردن مجدد و سریع جهان به دمایی معادل ۱۰ به توان ۲۷ کلوین شده است.

منابع: space , popsci

بیگ بنگ  (انفجار بزرگ) چیست؟