Gia sư, luyện thi, dạy nghề, tư vấn, viết bài, dịch thuật, thiết kết, lập trình, digital marketing

Liệu có một nhiệt độ cao tối đa không?

Từ khóa tìm kiếm: Hãy Trả Lời Em Tại Sao? – Tập 12 – Arkady Leokum

Như tất cả các học sinh tiểu học đều biết (hoặc, dù gì cũng từng biết), có một nhiệt độ thấp nhất: Độ không Tuyệt đối, 0 kelvin hoặc -273,150C. Ở nhiệt độ này, các nguyên tử trở nên tĩnh, ngoại trừ một sự xáo động nhỏ không thể triệt tiêu được sinh ra bởi các hiệu ứng lượng tử.

Năm 1966, nhà vật lý lý thuyết Andrei Sakharov cân nhắc câu hỏi liệu có thể có một nhiệt độ cao tối đa hay không. Ông đã lý luận rằng nó sẽ có liên hệ với lượng năng lượng bức xạ tối đa có thể tống vào thể tích nhỏ nhất trong không gian. Thuyết lượng tử chỉ ra rằng có một thể tích nhỏ nhất như vậy, được tạo nên bởi một hiện tượng rằng ỏ một cấp độ cực nhỏ, bản thân từ “không gian” sẽ không còn có nghĩa nữa.

Những hiệu ứng lượng tử bình thường không đáng kể sẽ trở nên vượt trội khi ở cấp độ này và khiến ta không thể nói được đâu là nơi mà một mẩu nhỏ của không gian kết thúc và một mẩu khác bắt đầu.

Trạng thái bất thường này chỉ xuất hiện ở một cấp độ khoảng 10-35m – nhỏ hơn nhiều so với cả kích thước một hạt hạ nguyên tử. Dẫn tới một thể tích tối thiểu có thể tưởng tượng được là khoảng 10-105m3 (lập phương của 10-35m).

Sakharov lại có một lý luận tương tự để ước lượng mức năng lượng tối đa có thể bị dồn vào thể tích tối thiểu này rồi sau đó tính ra nhiệt độ của tia phóng xạ được tạo thành. Kết quả là khoảng 1031 0C. Con số này lớn hơn nhiều bất cứ nhiệt độ nào được tạo ra bởi con người mà kỷ lục là khoảng 1017 0C, đạt được bên trong các máy gia tốc hạt lớn. Thực vậy, nhiệt độ như vậy chỉ có thể xuất hiện một lần trước đây, trong quá trình hình thành vũ trụ cách đây 14 tỉ năm.