Самая низкая и высокая температура во вселенной

Статистика частиц космических лучей по энергиям

Кроме того в Аргентине с 2008 года работает Pierre Auger Observatory, состоящая из 1600 детекторов размещенных на площади 3 тысяч км2. На 2015 год максимальная зарегистрированная энергия частиц была заключена между 1×1020 eV и 2×1020 eV.

Аргентинская обсерватория

Кроме связи частиц космических лучей ультравысоких энергий со сверхмассивными черными дырами обсуждается возможность их связи с частицами темной материи.

По мере технологического развития человеческая цивилизация получает возможность работать со всё большим диапазоном температур. Так температура горения древесины составляет 800—1000 °C, а температура промышленных взрывов для горных работ уже 2700—4200 °C. Температура в центре термоядерного взрыва достигает 400 млн. градусов. Создание дорогостоящего БАК позволило достичь ещё более экстремальных температур (энергий): 2-13 экзоК (1018 К).

С другой стороны в земных лабораториях учатся работать со сверхнизкими температурами. В 1877 году французский инженер Луи Кайете и швейцарский физик Рауль Пикте независимо друг от друга охладили кислород до жидкого состояния (90,2 К). В 1883 году Зигмунт Врублевски и Кароль Ольшевски выполнили сжижение азота (77,4 K). В 1898 году Джеймсу Дьюару удалось получить и жидкий водород (20,3 K). В 1893 году проблемой сверхнизких температур стал заниматься голландский физик Хейке Камерлинг-Оннес. Ему удалось создать лучшую в мире криогенную лабораторию, в которой 10 июля 1908 года им был получен жидкий гелий (4,2 К).

Хейке Камерлинг-Оннес (справа) с помощником Герритом Флимом

Позднее ему удалось довести его температуру до 1 Кельвина. Эксперименты Камерлинга-Оннеса с помощниками 8 апреля 1911 года неожиданно обнаружили, что при температуре в 3 K электрическое сопротивление ртути падает до нуля. Так было случайно открыто явление сверхпроводимости.

В последующие годы Хейке Камерлинг-Оннес осуществлял попытки получить твердый гелий. К 1918 году ему удалось получить температуру в 0.8 K, но гелий продолжал оставаться жидким. И только в 1926 году ученик Камерлинг-Оннеса Виллем Хендрик Кеезом смог получить 1 см³ твёрдого гелия, используя не только низкую температуру, но и повышенное давление. Гелий — единственный элемент, который не затвердевает, оставаясь в жидком состоянии, при атмосферном давлении и сколь угодно малой температуре. Переход в твёрдое состояние возможен только при давлении более 25 атм.

https://youtube.com/watch?v=mRK9ShlCWeQ

В 1995 году удалось получить первый бозе-эйнштейновский конденсат, агрегатное состояние вещества, основу которого составляют бозоны, охлаждённые до температур, близких к абсолютному нулю (меньше миллионной доли кельвина). В таком сильно охлаждённом состоянии достаточно большое число атомов оказывается в своих минимально возможных квантовых состояниях, и квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне. Для получения экзотического вещества использовался газ из атомов рубидия, охлаждённый до 170 наноКельвин (нК) (1,7х10−7 Кельвин). Используя это же вещество, в 2000 году удалось установить новый рекорд замедления скорости света – 0.2 мм/c. В 2014 году атомы рубидия удалось охладить до 50 пикоК (50х10−12 Кельвин).

В современных лабораториях, возможно, поддерживать постоянную температуру на уровне 1.7 миллиК. Так в 2014 году в течение 15 суток поддерживалась температура в 6 миллиК в объеме один кубический метр.

Какая температура в открытом космосе

А какая температура в космосе (по Цельсию) за границами атмосферы Земли? Там, где космический вакуум?

Чтобы понять суть происходящих процессов – повышения или понижения температуры в отдельных точках космоса, следует обратиться к вопросу о строении. Любая материя – это скопление элементарных частиц (электронов, фотонов протонов, прочих), которые в определенных комбинациях образуют атомы и молекулы. Все микрочастицы находятся в постоянном движении. И, если сказать просто, тепло – это энергия, выделяемая при движении. Чем интенсивнее движение микрочастиц, тем выше температура тела, состоящего из них.

А космический вакуум – это, конечно, пустое пространство, но все-таки кое-какие частицы там все же передвигаются (к примеру, фотоны, несущие свет). Безусловно, плотность микрочастиц в вакууме неизмеримо ниже, чем на Земле, но движение все-таки есть. Кроме того, что космические тела испускают фотоны, несущие тепло, в космосе присутствует реликтовое излучение (образованное на ранних этапах существования Вселенной). На то, какая температура в открытом космосе, влияют планеты и их спутники, метеориты и кометы, астероиды и туманности, космическая пыль и мусор. Все эти факторы вносят свои коррективы в общую обстановку.

Вследствие чего, температура в космосе по факту не равна абсолютному нулю – предельно низкой температуре (–273º по Цельсию, 0º по Кельвину), а в среднем на 2,7º выше. Поэтому на вопрос – сколько градусов в космосе – ответ таков: по Цельсию – минус 270,425º, по Кельвину – плюс 2,725º, по Фаренгейту – минус 454,8º.

Самая низкая температура в космосе зафиксирована учеными в туманности, названной «Бумеранг». Ее обнаружил в 1998 телескоп Хаббл. Наблюдать эту туманность удается в созвездии Центавра. Туманность образовалась в результате уникального явления – звездного ветра. Это значит, что поток материи таким ветром был очень быстро вынесен с центральной звезды во Вселенную, где под влиянием резкого расширения охладился. Ученые смогли просчитать – сколько градусов в космосе по Цельсию в районе туманности Бумеранг, оказалось – минус 272º. Это зафиксированный факт – самое холодное место в космосе.

Так как Вселенная не отличается однородностью, то температурные показатели в разных ее точках несколько отличаются. В большей части пространства температура космоса по Цельсию колеблется в пределах минус 270,45º, а в облаках пыли и газа – на 10-20 градусов выше – из-за повышенной концентрации материи. А вот вблизи звезд и планет тепла намного больше.

Примечания[править | править код]

1. ↑ Погода в Москве. Температура воздуха и осадки. Июль 2010 г.
2. ↑ 1 2 Ninety-year-old world temperature record in El Azizia (Libya) is invalid Improved data strengthens climate knowledge (англ.)
3. ↑ 1 2 Khalid Ibrahim El Fadli, Randall S. Cerveny, Christopher C. Burt, Philip Eden, David Parker, Manola Brunet, Thomas C. Peterson, Gianpaolo Mordacchini, Vinicio Pelino, Pierre Bessemoulin, José Luis Stella, Fatima Driouech, M.M Abdel wahab, Matthew B. Pace. World Meteorological Organization Assessment of the Purported World Record 58 °C Temperature Extreme at El Azizia, Libya (13 September 1922) // Bulletin of the American Meteorological Society. – 2012. – doi:10.1175/BAMS-D-12-00093.1.
4. ↑ Khalid I. El Fadli, Randall S. Cerveny, Christopher C. Burt, Philip Eden, David Parker. World Meteorological Organization Assessment of the Purported World Record 58°C Temperature Extreme at El Azizia, Libya (13 September 1922) // Bulletin of the American Meteorological Society. – 2013-02-01. – Т. 94. – С. 199-204. – doi:10.1175/BAMS-D-12-00093.1.
5. ↑ World Meteorological Organization’s World Weather & Climate Extremes . wmo.asu.edu. Дата обращения: 20 мая 2019.
6. ↑ СМИ: в Кувейте зафиксирована самая высокая температура на земле за всю историю наблюдений
7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Global Measured Extremes of Temperature and Precipitation (англ.) (недоступная ссылка)
8. ↑ World Temperature Extremes (англ.)
9. ↑ 1 2 Scientists describe 20.75C logged at Seymour Island as ‘incredible and abnormal’
10. ↑ 1 2 New record for New Zealand’s coldest day. TVNZ (12 июля 2011). Дата обращения: 12 июля 2011. Архивировано 15 июля 2011 года.
11. ↑ В России установлен новый абсолютный температурный максимум (недоступная ссылка). Дата обращения: 15 июля 2010. Архивировано 16 июля 2011 года.
12. ↑ Будрецкий, А. Б. Новый абсолютный минимум температуры воздуха (неопр.) // Информационный бюллетень Советской антарктической экспедиции. – Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1984. – № 105.
13. ↑ Кравчук П. А. Рекорды природы. – Л.: Эрудит, 1993. – 216 с. – 60 000 экз. – ISBN 5-7707-2044-1.
14. ↑ Ученый: говорить о новом рекорде холода на Земле некорректно (html). «РИА Новости» (8 декабря 2013). Дата обращения: 9 декабря 2013.
15. ↑ Ученые зафиксировали в Антарктиде рекордно низкую температуру на поверхности Земли, ИТАР-ТАСС (8 декабря 2013). Дата обращения 9 декабря 2013.
16. ↑ Leake, Jonathan. Found: the coldest spot on Earth (англ.), The Sunday News, Лондон: News UK (8 December 2013). Дата обращения 9 декабря 2013.
17. ↑ G. Campbell, A. Pope, M. A. Lazzara, T. A. Scambos. The Coldest Place On Earth: −90 °C and Below in East Antarctica from Landsat-8 and other Thermal Sensors. Presentation at the AGU Fall 2013 meeting.
18. ↑ Northern Hemisphere: Lowest Temperature
19. ↑ Cold diggers? UN finds a record low in Greenland ice in 1991 (англ.). apnews.com. Associated Press (23 September 2020). Дата обращения: 25 сентября 2020.
20. ↑ Global Weather & Climate Extremes. Всемирная метеорологическая организация. Дата обращения: 22 января 2012. Архивировано 6 июня 2012 года.
21. ↑ https://www.smn.gov.ar/?mod=biblioteca&id=94 Servicio Meteorólogico Nacional (Argentina).
22. ↑ Amos, Jonathan. Coldest spot on Earth identified by satellite (англ.). «BBC» (9 December 2013). Дата обращения: 2 февраля 2014.
23. ↑ Самое холодное место на нашей планете (html) (23 декабря 2013). Дата обращения: 2 февраля 2014.
24. ↑ 1 2 3 Lyons, Walter A. The Handy Weather Answer Book (неопр.). – 2nd Edition. – Detroit, Michigan: Visible Ink press, 1997. – ISBN 0-7876-1034-8.
25. ↑ 101 Amazing Earth Facts (англ.)
26. ↑ «World’s wettest area dries up» (англ.)
27. ↑ Погодные рекорды (недоступная ссылка)
28. ↑ 1 2 3 4 5 Атмосфера и мир атмосферных явлений
29. ↑ https://www.wrh.noaa.gov/sgx/re/Guide/weatherextremes.pdf Архивная копия от 28 мая 2008 на Wayback Machine (англ.)
30. ↑ «Largest Hailstone in U.S. History Found» (англ.)
31. ↑ «Climate-Watch, December 2001» Архивная копия от 26 августа 2009 на Wayback Machine, National Oceanic and Atmospheric Administration (англ.)
32. ↑ ТДС Агата. Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (2019).
33. ↑ Lee, Julian J.; Timothy P. Samaras, Carl R. Young (October 2004). “Pressure Measurements at the ground in an F-4 tornado”. Preprints of the 22nd Conference on Severe Local Storms, Hyannis, Massachusetts: American Meteorological Society.
34. ↑ Мир путешествий и приключений (недоступная ссылка). Дата обращения: 24 января 2010. Архивировано 30 апреля 2009 года.

Как был достигнут температурный рекорд?

Целью эксперимента, который привел к рекорду, было получение кварк-глюонной плазмы. Эта материя наполняла нашу Вселенную в самые первые секунды, которые последовали за Большим взрывом.

Чтобы воссоздать условия Большого взрыва, физики разогнали ионы свинца до почти световой скорости. Ионы начали сталкиваться между собой, что приводило к «миниатюрным» Большим взрывам. Ядра атомов свинца начали плавиться и превращаться в «бульон», который состоял из глюонов и кварков. Так ученые воссоздали плазму с высочайшей температурой, которая существовала в нашей реальности, буквально с начала времен.

Возможность достичь таких результатов зависела от заряда ионных частиц. Общий размер частиц, которые использовали в эксперименте, был минимален, поэтому эксперимент был безопасным для планеты.

Получившаяся в искусственных условиях температура достигала 10 триллионов° по шкале Цельсия. Она в двести тысяч раз превосходила показатели, которыми характеризуется солнечное ядро. Полученная в искусственных условиях температура продержалась лишь несколько миллисекунд, но ученые получили достаточно сведений, чтобы изучать их последующие годы.

Незадолго до эксперимента со свинцом ученым США удалось создать рекордно высокую температуру в 4 триллиона° по шкале Цельсия, но рекорд продержался только два месяца.

Температура, которая существовала в первые мгновения за Большим взрывом, называется Планковской. Свое название она получила от физика из Германии Макса Планка. Первые мгновения сразу за образованием Вселенной в результате Большого взрыва получили название Планковской эпохи. Именно тогда вещество молодой Вселенной имело самую высокую в своей истории температуру.

Самые холодные места на планете

Говоря о местах где очень холодно, стоит упомянуть о полюсах. Полюсами холода принято называть территории с наиболее холодным климатом. На Земле обнаружено три места с очень низкой температурой. Два из них располагаются в России.

Холодные места Земли малодоступны для человека. Их исследуют с помощью спутников, строя метеорологические станции. Так, благодаря спутнику Landsat 8 обнаружен регион в Антарктиде, где температура бывает очень низкой.

Ледяная земля

Антарктида – континент с холодным климатом. Неудивительно, что самая минимальная температура на Земле отмечена именно здесь. В 1983 году станция «Восток», находившаяся в восточной части континента, зафиксировала показатель в — 89,2 С. Данные станции были признаны официальным рекордом за всю историю инструментальных наблюдений. С тех пор эта местность обозначается как южный полюс холода.

Но это не самая холодная точка на Земле. Сотрудники Колорадского университета в Боулдере пришли к выводу, что Антарктида может быть еще суровей, чем считалось ранее. Самая низкая температура обнаружена в Восточном Антарктическом плато. Регион располагается на 3,5 км выше уровня моря, поэтому воздух там разреженный и сухой. В 2013 году в результате наблюдений со спутника удалось выяснить, что температура может опускаться до -93 С.

Исследования сотрудников Колорадского университета основано на информации со спутника Landset 8, переданной с 2004 по 2016 года. Ученые выяснили, что низкие температуры в -90 С типичны для зимы на Восточном Антарктическом Плато. Почти в 100 местах температура опускалась до -98 С. Эти места – небольшие ямы во льду, способные удержать разреженный воздух. Такая погода сравнима с климатом на полюсах Марса в летний день.

По мнению ученых, подобные показатели объясняются наличием слоя охлажденного воздуха в период, когда Земля отдает тепло в космос. Слой тяжелый, поэтому опускается с вершин в расщелины, где становится более холодным. Условиями для проявления минимума являются легкий ветер, ясное небо и сухой воздух.

Купол Фудзи

Вершина купола достигает 3,7 км в высоту, а температура редко превышает -30 С. На этой горе был зафиксирован минимум в -91,2 С. При такой температуре невозможно дышать, так как углекислый газ мгновенно превращается в лед.

Новый рекорд может быть установлен на станции Куньлунь. Она находится на куполе Аргуса – самом высоком месте в Антарктиде. По мнению ученых, здесь может наблюдаться температура ниже -100 С.

Самое холодное место в Солнечной системе

Еще не так давно самым холодным местом Солнечной системы считался Уран. Эта планета вместе с Нептуном не зря относится к типу ледяных гигантов. В атмосфере Урана была зафиксирована температура в -2240C. Это ужасно холодно, но есть и еще более холодные места.

Затем пальма первенства перешла к Тритону, спутнику Нептуна. Он находится еще дальше от Солнца, чем Уран, так что это кажется логичным. «Вояджер-2», пролетая мимо системы Нептуна, зафиксировал на Тритоне температуру в -2350C.

Казалось бы, если мы будем удаляться от Солнца всё дальше, то будем находить места всё более холодные. Но это не так – на Плутоне, например, «теплее» — «всего» — 2230C.

Как ни странно, самое холодное место в Солнечной системе расположено гораздо ближе к Солнцу, буквально в шаге от нас – на Луне. Орбитальный аппарат Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) в 2009 году сканировал северные области Луны в инфракрасном диапазоне и зафиксировал в одном из кратеров температуру в -2490C. Этот кратер расположен вблизи северного лунного полюса и всегда находится в тени, то есть солнечные лучи туда никогда не попадают. Заметим, что на освещенной Солнцем лунной поверхности температура может достигать +1170C.

Самое холодное место в Солнечной системе находится на Луне. Инфракрасный снимок LRO. Самое тёмное место — самое холодное.

Как видим, самое холодное место в Солнечной системе, расположенное на Луне, имеет рекордно низкую температуру в -2490С. До абсолютного нуля совсем немного – всего 24.15 градусов. Если места во Вселенной, где ещё холоднее? Двинемся дальше, в глубокий космос.

Диапазон температур Земли

Самый небольшой температурный перепад приземного воздуха наблюдается в экваториальных районах Мирового океана. Так на острове Рождества, который находится в центральной экваториальной части Тихого океана сезонные температурные перепады ограничены диапазоном 19-34 градусов Цельсия. Впрочем, считается, что самый ровный климат наблюдается в местечке Гарапан на острове Сайпан (Мариинские острова). В течение 9 лет с 1927 по 1935 г. самая низкая температура здесь была зарегистрирована 30 января 1934 г. (+19.6°С), а самая высокая — 9 сентября 1931 г. (+31,4°С), что дает перепад 11,8°С.

Континенты характеризуются значительно более высокими температурными перепадами. В долине Смерти (Калифорния) 10 июля 1913 года было зарегистрировано +56.7°C, а 13 июля 1922 года регистрировалось +57.8° C (позже это значение было оспорено). На российской станции Восток, 21 июля 1983 года, наблюдалось -89,2° C. Самый большой перепад температур зарегистрирован в российском Верхоянске —  106,7° C: от -70° C до +36.7°С. Самая низкая среднегодовая температура зарегистрирована в 1958 году на Южном полюсе (-57,8°С). Самая высокая среднегодовая температура зафиксирована в местечке Феранди (Эфиопия) в 60-х годах 20 века (+34°С).

Поверхностная температура Земли отличается ещё экстремальными значениями в связи с тем, что темная поверхность днем может прогреваться до значительно более высоких температур по сравнению с воздухом. В долине Смерти (Калифорния) 15 июля 1972 года регистрировалось +93.9°C. Вероятно такие высокие поверхностные температуры могут вызывать в условиях сильного ветра аномальные кратковременные всплески температуры воздуха (в июле 1967 году в иранском Абадане был зарегистрирован резкий рост температуры воздуха до +87.7°С).

Холод, созданный руками человека

В стремлении узнать, как поведут себя вещества при тех или иных температурах, ученые проводят различные эксперименты. Самые значимые из них:

• В 2000 году сотрудникам Хельсинкского технологического университета удалось остудить радий почти до абсолютного ноля;
• В 2003 году ученые из Массачусетского технологического университета получили холодный газ натрия;
• В 2001 году группа исследователей изучала конденсат Бозе-Эйнштейна. Под ним понимают агрегатное состояние, при котором температура вещества приближена к абсолютному нолю. Эти опыты продолжаются и сегодня на Международной космической станции. В 2014 г. был создан прототип установки конденсата, работающую в условиях МКС. Морозильная камера не превышает размеров обычного чемодана. В 2018 установку отправили на космическом аппарате «Cygnus». Помимо камеры, установка содержит лазеры и электромагнитный нож, позволяющие достигать температуры, на одну миллиардную выше абсолютного ноля.

Внутренний холод

Температуры очень низкие удавалось получать в лабораториях, где физики пытались приблизиться к абсолютному нолю хотя бы на короткие промежутки времени. И они смогли подойти к нему очень близко — ближе, чем в открытом космосе.

В лабораториях используются в качестве охладителей многие жидкие газы, однако и они теплее абсолютного ноля. Можно охладить азот до жидкого состояния — этот газ переходит в него при 77 градусах Кельвина (-196 Цельсия). Жидкий азот легко транспортируется в особых емкостях и используется в больницах для хранения биологических образцов, в том числе для замораживания эмбрионов и спермы в клиниках для больных бесплодием; находит он применение и в современной электронике. Если капнуть жидким азотом на цветок гвоздики, он станет до того хрупким, что уроните его на пол — и он разобьется, точно фарфоровый.

Еще холоднее жидкий гелий — всего 4 градуса Кельвина, однако и эта температура изрядно выше абсолютного ноля. А вот при смешивании двух типов гелия — гелия-3 и гелия-4 — достигается температура в несколько тысячных градуса Кельвина.

Для достижения температур еще более низких физикам приходится использовать изощренные методы. В 1994-м ученые Американского национального института стандартов и технологии (NIST), находящегося в Боулдере, штат Колорадо, с помощью лазера охладили атомы цезия до 700 миллиардных градуса Кельвина. Девять лет спустя ученым Массачусетского технологического института удалось пойти дальше, достигнув 0,5 миллиардных градуса Кельвина.

На самом-то деле абсолютный ноль — идея абстрактная. Такую температуру никогда не удавалось получить в лаборатории или измерить в природе. Ученым, подбирающимся к ней все ближе, приходится мириться с тем, что достигнуть ее никогда не удастся. Но почему? Во-первых, любой термометр, сам не имеющий температуру абсолютного ноля, будет отдавать тепло и тем самым сорвет опыт. Во-вторых, измерять температуру при столь низких энергиях вообще затруднительно — начинают работать такие эффекты, как сверхпроводимость, вмешивается квантовая механика, а это воздействует на движение и состояние атомов. Так что мы просто не сможем узнать наверняка, что уже добрались до абсолютного ноля. Абсолютный ноль — это тот самый случай, когда «нет там никакого там».

Айсмитте, Гренландия

Название «Eismitte» переводится как «ледовый центр». Это место находится на арктическом щите Гренландии. Он полностью покрыт льдом, и поэтому его по праву называют «ледяным центром». Айсмитте – одно из самых холодных точек в Северном полушарии. Во время проведения экспедиции здесь была отмечена самая холодная температура. Это произошло в марте. Температура составила -64.9 °C (-85 °F), в то время как самая теплая температура была -1.8 °C (28.8 °F) в июле.

В Айсмитте самый жаркий месяц – июль (в среднем -12.2 °C), самый холодный – февраль (в среднем -47.2 °C). Занимательно, что солнце здесь не заходит с 13 мая по 30 июля. Также в период с 23 ноября по 20 января солнце не встает.

Зачем это нужно?

Результаты опытов, безусловно, поражают, и надо отдать должное ученым, но давайте разберемся, зачем все это нужно? Дело в том, что для некоторых квантово-механических явлений необходимы сверхнизкие температуры, например:

• Сверхтекучесть. Говоря простым языком, речь идет о веществе, находящемся в состоянии квантовой жидкости. Обычно при понижении температуры атомы, из которых состоит жидкость, приостанавливаются в движении, а само вещество кристаллизуется. Однако с веществами, характеризующимися малой атомной массой и слабым взаимодействием между атомами (например, жидкий гелий), такого не происходит. В итоге мы получаем некую жидкость, которая способна проходить сквозь узкие щели, не создавая при этом трения. Это свойство гелия было обнаружено П.Л. Капицей в первой половине прошлого века. В ходе экспериментов он заметил, что при максимальном приближении температуры к абсолютному нулю гелий теряет свою вязкость, то есть получается вещество, чья вязкость в 500 раз меньше аналогичной характеристики для воды. Следовательно, это вещество обладает и меньшим сопротивлением. Чтобы лучше понять, что такое вещество, обладающее сверхтекучестью, представьте, будто наливаете в стакан сок. По мере того, как вы пьете сок, можно наблюдать, что на стенках стакана будет оставаться видимый след. С бесцветными жидкостями происходит точно так же, они оставляют после себя тонкий слой на стенках посуды, но невооруженным взглядом этого не заметить. Если же представить, что в стакане сверхтекучий гелий, то никакого следа он не оставит. Состояние сверхтекучести достигается именно при температуре, близкой к абсолютному нулю.
• Сверхпроводимость. Это свойство, которым наделены некоторые материалы со строго нулевым электрическим сопротивлением. Это значит, что материал не сопротивляется движению электронов, следовательно, создается цепь, в которой электроны движутся без остановки и расхода энергии на сопротивление. Такой сверхпроводник мог бы решить множество проблем человечества. Например, можно было бы превратить незаселенную часть Африки в огромную солнечную батарею, а с помощью сверхпроводника энергия могла бы раздаваться на весь мир. Это еще одна причина, по которой исследования низких температур крайне важны для будущего Земли.
• Конденсат Бозе-Эйнштейна. Многие вещества при охлаждении до температуры, приближенной к абсолютному нулю, начинают вести себя как жидкости, а для получения конденсата Бозе-Эйнштейна вещество должно оставаться в состоянии, грубо говоря, газа. С помощью КБЭ могут быть созданы сверхточные детекторы.

Как видите, самая низкая температура во Вселенной – это важный фактор, способствующий развитию технологий, которые с высокой долей вероятности определят наше будущее.

Самая большая галактика во Вселенной: где она находится

Какая температура смертельна для человека

Источник

Экстремальные условия космоса

Итак, по словам ученых, в открытом космосе температура равна -273,15 градусам Цельсия. Но это совершенно не значит, что все попадающие в космос объекты мгновенно обретают ту же температуру. Как и на поверхности нашей планеты, космические корабли, спутники и другие объекты могут нагреваться и охлаждаться, причем до экстремальных уровней. Но передача тепла в космосе возможна только одним способом.

Вообще, существует три способа передачи тепла:

• проводимость, которую можно наблюдать при нагревании металлического стержня — если нагреть один конец, со временем горячей станет и противоположная часть;
• конвекция, которую можно наблюдать, когда теплый воздух перемещается из одной комнаты в другую;
• излучение, когда испускаемые космическими объектами элементарные частицы вроде фотонов (частиц света), электронов и протонов объединяются, образуя движущиеся частицы.

Как вы уже догадались, в космосе объекты нагреваются под воздействием активности элементарных частиц — ведь мы уже выяснили, что температура является результатом движений молекул? Фотоны и другие элементарные частицы могут излучаться Солнцем и другими космическими объектами.

Насколько сильно и быстро будут нагреваться или охлаждаться попавшие в космос объекты, напрямую зависит от их местоположения относительно звезд и планет, размеров, формы и так далее. Например, летящий в космосе космический корабль будет буквально раскален со стороны Солнца, а его теневая сторона будет очень холодной. Чем дальше корабль находится от небесного светила — тем сильнее будет разница в степени нагрева.

При строительстве космических кораблей важно учитывать экстремальные изменения температур

Международная космическая станция постоянно находится под воздействием солнечного света. Сторона, которая обращена к Солнцу, нагревается до 260 градусов Цельсия. Теневая сторона, в свою очередь, охлаждена до 100 градусов Цельсия. Экипажу космической станции иногда приходится выходить на поверхность конструкции и подвергаться резким сменам температур. Поэтому их костюмы оснащены системой нагрева и охлаждения, благодаря которой исследователи космоса чувствуют себя относительно комфортно.

О том, какие бывают скафандры, недавно писал мой коллега Артем Сутягин. Оказывается, они бывают не только космическими.

Чем дальше от Солнца расположены космические объекты, тем они холоднее. Например, температура на Плутоне, которая расположена очень далеко, равняется -240 градусам Цельсия. А самое холодное место во Вселенной расположено в туманности Бумеранг — температурный режим в этом регионе равен -272 градусам Цельсия.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш . Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

В общем если вы когда-нибудь фантастическим образом окажетесь в открытом космосе, вам понадобится костюм, внутри которого температура будет регулироваться автоматически. Но резкие изменения температуры — не единственная проблема, которая будет вас поджидать. В космическом пространстве человеческое тело терпит много изменений, о которых можно почитать в этом материале.

Самые горячие места за пределами Солнечной системы

Большой взрыв

Во времена зарождения Вселенной ее температура составляла 1032 К. Этот период длился 5*10-44 секунд. Ученые все еще не знают, как ведет себя вещество при таких температурах.

Нейтронные звёзды

Когда рождаются нейтронные звезды, температура внутри них достигает больших значений в 1011 К. В недрах таких звезд бурлят электроны, нейтроны и другие частицы.  В первые минуты своего существование нейтронные объекты остывают до 109 К.

Звезды

Самая горячая звезда во Вселенной называется WR 102. Она находится в созвездии Стрельца. Звезда разогрета до 210000 К, что больше, чем при ядерном взрыве. Но такая температура характерна для небольшого число звездных объектов.

Какая температура самая низкая во Вселенной?

Самая высокая температура во Вселенной в 10 триллионов градусов по Цельсию была получена искусственным путем на Земле. Абсолютный рекорд был установлен в Швейцарии при эксперименте на Большом адронном коллайдере. А теперь угадайте – где во Вселенной была зафиксирована самая низкая температура? Правильно! Тоже на Земле.

В 2000 году группе ученых (из лаборатории низких температур в Технологическом университете Хельсинки) при изучении магнетизма и сверхпроводимости в редком металле Родий, удалось получить температуру всего на 0.0000000001 градуса выше абсолютного нуля (см. пресс-релиз). В настоящее время это самая низкая температура, полученная на Земле и Самая низкая температура во Вселенной.

Отметим, что абсолютный ноль – это предел всех температур или -273.15… градусов по Цельсию. Такую низкую температуру (-273.15 °C), просто невозможно достичь. Второй рекорд по снижению температуры был установлен в Массачусетском Технологическом Институте. В 2003 году там удалось получить сверх-холодный газ Натрия.

Получение сверхнизких температур, искусственным путем – выдающееся достижение. Исследования в этой области чрезвычайно важны для изучения эффекта сверхпроводимости, использование которого (в свою очередь) может вызвать настоящую индустриальную революцию.

Щелкните мышкой по любой синей панели ниже для получения дополнительной информации.

Оборудование для достижения рекордно низких температур

Оборудование для достижения рекордно низких температур, обеспечивает несколько последовательных стадий охлаждения. В центральной части криостата находится холодильник для достижении температуры 3 mK, и две атомные ступени охлаждения, использующие метод ядерного адиабатического размагничивания.

Первые атомная ступень охлаждается до температуры 50 μK, в то время как вторая атомная ступень с образцом Родия, позволила достичь рекордно низкой отрицательной температуры уже в пикокельвиновском диапазоне.

В природе самая низкая температура была зарегистрирована в туманности Бумеранг. Эта туманность расширяется и выбрасывает охлажденный газ со скоростью 500 000 км/ч. За счет огромной скорости выброса молекулы газа охладились до -271/-272 °С.

Для сравнения. Обычно, в открытом космосе температура не опускается ниже -273 °С.

Цифра в -271 °С – является самой низкой из официально зарегистрированных естественных температур. И это значит, что туманность Бумеранг холоднее даже реликтового излучения от Большого Взрыва.

Туманность Бумеранг находится относительно недалеко от Земли на расстоянии всего лишь в 5000 световых лет. В центре туманности находится умирающая звезда, которая когда-то, как и наше Солнце была желтым карликом. Затем она превратилась в красный гигант, взорвалась и закончила жизнь в виде белого карлика с гиперхолодной протопланетарной туманностью вокруг себя.

Туманность Бумеранг была детально сфотографирована космическим телескопом Хаббл в 1998 году. В 1995 году, используя 15-метровый субмиллиметровый телескоп ESO в Чили, астрономы выяснили, что именно она является самым холодным местом во Вселенной.

Самая низкая естественная температура на Земле, -89,2 °С, была зафиксирована в 1983 в Антарктиде на Станция Восток. Это официально зарегистрированный рекорд.

Недавно ученые сделали новые замеры со спутника в районе японской станции Купол Фудзи. Получена новая рекордная цифра самой низкой температуры на поверхности Земли -91,2 °С. Однако этот рекорд сейчас оспаривается.

В тоже время поселок Оймякон в Якутии сохраняет за собой право считаться полюсом холода на нашей планете. В Оймяконе в 1938 году была зарегистрирована температура воздуха в -77,8 °С. И хотя на станции Восток в Антарктиде зафиксирована значительно более низкая температура (-89,2 °С), это достижение не может считаться рекордно низким, так как станция Восток находится на высоте 3488 метров над уровнем моря.

Для сопоставления результатов различных метеорологических наблюдений их необходимо приводить к уровню моря. Известно, что повышение над уровнем моря значительно понижает температуру. В этом случае самая низкая температура воздуха зарегистрированная на Земле оказывается в уже Оймяконе.

Самая низкая температура в Солнечной системе, -235 °С на поверхности Тритона (спутник Нептуна).

Это настолько низкая температура, что охлажденный азот, вероятно, оседает на поверхности Тритона в виде снега или инея. Таким образом, Тритон, является самым холодным местом в Солнечной системе.

На МКС будет создано самое холодное место во Вселенной

Что нужно учитывать

Когда передается заявление о проведении измерительных работ в квартире, оно должно быть переведено теплоснабжающей организации или работникам УК, которые имеют разрешение на выполнение такой услуги:

• Для замера должна быть создана комиссия, в которую включается представитель от УК или теплоснабжающей организации.
• Измерение проводится специальными сертифицированными приборами. Наличие сертификата обязательно, его следует проверить у работников, которые придут на объект.
• Комиссия прибывает к заявителю в уговоренное с ним время.
• На улице, если дело происходит зимой, не должно быть меньше пяти градусов мороза.
• В каждой комнате следует измерять температуру отдельно.

Похожие записи:

Космические грядки: что и зачем выращивают в космосе? Гороскоп на май 2021 года для женщины водолей Фаза луны 27 мая 2021 года Здоровые зубы Инерция и первый закон ньютона К чему снятся много гробов