¿Qué es lo contrario del cero absoluto?

Cambio climático

Hacía mucho tiempo que no me dejaba caer por una de mis webs favoritas, The Straigh Dope, y echaba de menos a su sabiondo y cachondo (fingidamente borde) instigador, Cecil Adams, así que clic clic, allí me planté…

¡Qué curioso! Normalmente las dudas que le plantean sus lectores, en busca de alguien que combata la ignorancia (su leitmotiv desde hace décadas) son cuestiones que yo mismo me había hecho alguna vez. Sin embargo la de hoy me tomó por sorpresa.

¿Qué es lo contrario del cero absoluto? ¿Existe una temperatura máxima alcanzable? Pues va a ser que si. Habemus límite superior.

Si Adams no nos miente se trata de una temperatura inconcebiblemente alta llamada Temperatura de Planck, una de esas curiosidades científicas que no sirven realmente de mucho. El universo tenía esa temperatura durante el primer instante de Planck tras el Big Bang (10^-43 de segundo), y hablamos de 10^32 Kelvin.

Puede que esa cifra no te diga nada, pero si la comparas con la temperatura en centro de nuestro sol (10^6 Kelvin) pues te vas haciendo una idea.

Resulta más sencillo entender el cero absoluto que la temperatura de Planck. Percibimos el calor en función del movimiento, cuanto más frío es algo menos movimiento interno exhiben las moléculas que lo componen. Al llegar al cero absoluto (0 Kelvin) el movimiento molecular virtualmente se detiene.

Sin embargo, en el otro extremo, cuanto más rápidas se muevan las moléculas más caliente estará ese algo. A 10^10 Kelvin, los electrones se mueven a velocidades próximas a la de la luz, pero también se hacen más masivos, por lo que su temperatura puede seguir aumentando. A 10^32 Kelvin, la citada Temperatura de Planck, las gigantescas densidades obtenidas por esos electrones harían, en caso de que pudieran seguir calentándose, que se convirtieran en agujeros negros, y en ese punto lo que sabemos sobre el espacio y el tiempo se colapsa.

Así pues, la Temperatura de Planck es el límite calórico superior que se puede alcanzar. O al menos, como bien indica Adams, en ese punto alcanzamos la temperatura más alta concebible de acuerdo a las presentes teorías, lo cual no quita que una futura teoría cuántica de la gravedad nos permita imaginar temperaturas aún más altas.

Aunque a Adams, según concluye, tal posibilidad le deja frío.

Me enteré leyendo The straight dope.

19 Comentarios

  1. 1 Rafael Rafael 20 Sep 2012 0 (0 Votos)

    En Murcia en Agosto estamos familiarizados con la temperatura de Planck

  2. 2 Fooly_Cooly Fooly_Cooly 20 Sep 2012 0 (0 Votos)

    Evidentemente la culpa no es tuya si no del artículo original, pero la explicación sobre qué es la temperatura máxima está mal. Es incorrecto decir que las partículas ganen masa cuando se mueven más rápido, es un error fruto de una mala interpretación temprana que se ha extendido en el ámbito divulgativo.

    • 3 Kromm Kromm 20 Sep 2012 0 (0 Votos)

      Muy bien, pero olvidaste lo más importante… cual es entonces la explicación correcta?

      • 4 Fooly_Cooly Fooly_Cooly 20 Sep 2012 0 (0 Votos)

        Realmente no se cuál es la explicación correcta a este fenómeno porque no es mi campo de trabajo, puedo especular pero nada más… Lo que està claro es que la dada en el texto es incorrecta porque la masa NO cambia con la velocidad ni con el observador ni con nada, la masa es un invariante que vale siempre lo mismo lo mida quien lo mida (el famoso principio de equivalencia). Lo que aumenta es la energía cinética, que es algo bien distinto.

    • 5 Damián Neri Damián Neri 23 Sep 2012 0 (0 Votos)

      Veo que hay confusión de conceptos, por lo que veo que dice Fooly_Cooly. ¿Incorrecto decir que las partículas ganen masa al aumentar su rapidez? No, no es incorrecto. La masa en reposo sí que es invariante (es la misma la veas desde donde la veas), pero cuando nos acercamos a la velocidad de la luz entra otro término que es la masa relativista (la masa en reposo multiplicada por la constante de Lorentz). Así que es correcto.

  3. 6 Tercios Tercios 20 Sep 2012 0 (0 Votos)

    Según entiendo del comentario de Fooly_Cooly, ese aumento de masa sería relativo al observador, ¿no?

    En cualquier caso, ¿por qué permite este supuesto aumento que siga aumentando la temperatura? Aunque aumentara la masa, seguiríamos teniendo la restricción de la velocidad de la luz.

    Un saludo

    • 7 Carlos Carlos 21 Sep 2012 0 (0 Votos)

      Estoy de acuerdo con Fooly_Cooly en que el cambio de masa es un poco sospechoso en esta teoría. Tercios, si hubiese un aumento de masa, entonces para una misma energía cinética, la velocidad alcanzada por las partículas sería menor, lo cual dejaría margen para su aumento hasta el límite de la velocidad de la luz.

      Pero sigo sin ver cómo puede aumentar la masa…

  4. 8 djmune djmune 21 Sep 2012 0 (0 Votos)

    qué entendemos por masa? recuerden que hablamos de un electrón, partícula definida como un “paquete” de energía cuantizada, a no confundir términos

  5. 9 EGraf EGraf 23 Sep 2012 0 (0 Votos)

    No coincido con @Fooly_Cooly,, según la teoría de Einstein, energía y masa son 2 caras de la misma moneda, son valores convertibles (la famosa ecuación E=mc2). Podemos pasar de masa a energía, y también lo contrario. Además c es constante, por lo que si aumentas la energía, también aumentas la masa.

  6. 10 amigopo amigopo 2 Oct 2012 0 (0 Votos)

    Copy & paste, simplemente genial.

  7. 11 Lupi Lupi 4 Oct 2012 0 (0 Votos)

    Nada que un buen aire acondicionado no pueda superar!! :D

  8. 12 Gabriel Gabriel 5 Oct 2012 0 (0 Votos)

    Yo me había planteado ya esta pregunta y mi propia respuesta fue la siguiente en vista de que nadie me daba una respuesta convincente: si transformo toda la energía del universo en calor entonces tendría la temperatura máxima, por su puesto es imposible saber cuánto es, primero habría que calcula toda la energía que existe en el universo…

  9. 13 jamito jamito 5 Oct 2012 0 (0 Votos)

    NO PUBLIQUE ESTE COMENTARIO, solo es para decirle que el copia y pega no se considera divulgación.

  10. 14 Mrterry Mrterry 1 Dic 2012 0 (0 Votos)

    Sin embargo, en el otro extremo, cuanto más rápidas se muevan las moléculas más caliente estará ese algo. A 10^10 Kelvin, los electrones se mueven a velocidades próximas a la de la luz, pero también se hacen más masivos, por lo que su temperatura puede seguir aumentando. A 10^32 Kelvin, la citada Temperatura de Planck, las gigantescas densidades obtenidas por esos electrones harían, en caso de que pudieran seguir calentándose, que se convirtieran en agujeros negros, y en ese punto lo que sabemos sobre el espacio y el tiempo se colapsa.

  11. 15 Juan Carlos Juan Carlos 11 Dic 2012 0 (0 Votos)

    Definitivamente hay cosas que jamás comprenderé. Estoy leyéndome un libro de Steefen Howkins, se llama “Del big bang a los agujeros negros”, espero cuando lo acabe poder comprender un poco mas esta teoría.

  12. 16 César César 18 Dic 2012 0 (0 Votos)

    Llego un poco tarde, aun así intentaré explicar lo que sé. Para empezar, existen dos masas diferentes, la masa gravitatoria (el peso de un cuerpo se debe a esta) y la masa inercial (que es algo así como la resistencia que opone un cuerpo a cambiar su velocidad). Bien, cuando aumentas la velocidad, lo que aumenta es la masa inercial del objeto, mientras que la gravitatoria se mantiene constante, siendo esta última igual a la masa en reposo como bien dijo alguno anteriormente.
    El segundo problema es cómo puede aumentar la temperatura debido a que el cuerpo tenga mas masa inercial. Bien, creo que esa frase simplemente es incorrecta. La idea que yo he captado del texto es que al aumentar la temperatura de un electrón, su velocidad aumentará hasta ser próxima a la de la luz. Esto hace que su masa inercial sea gigantesca, hasta tal punto que la densidad del electrón se hace tan grande que se convierte en un agujero negro. Mi duda es que en principio la densidad estaría relacionada con la masa gravitatoria, no con la inercial…así que yo tampoco puedo explicarlo. Esperemos que el lector de HAWKING (por favor, estas en internet, si no estas seguro de como se escribe, nueva pestaña xDD) nos ilumine en breve.

  13. 17 Rabastan Rabastan 28 Dic 2012 0 (0 Votos)

    Yo tengo otra pregunta por el estilo ¿cuál es la frecuencia máxima y mínima de una onda electromagnética?

  14. 18 Alvaro Gabriel Rivas Dìaz Alvaro Gabriel Rivas Dìaz 12 Feb 2013 0 (0 Votos)

    En mi opinion si existe una temperatura contraria al |0| y esta vendria a ser la temperatura que se origino en el Big Bang. Pero creo que si es que llegamos a alcanzar aquella temperatura o por lo menos acercarnos significaria una catastrofe y no nos sirviera de mucho

  15. 19 andres andres 12 Jul 2013 0 (0 Votos)

    Yo aún ando a ver si me entero porqué los led no se calientan….

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