O lugar natural mais frio da Terra é a Antártica, onde foram registradas temperaturas tão baixas quanto -128,6 graus Fahrenheit . No entanto, isso não é nem a metade do frio que as coisas podem ficar no universo. Quão frio é o zero absoluto? Qualquer coisa pode chegar ao zero absoluto?
O que é zero absoluto?
O zero absoluto é a temperatura mais fria que existe. Quando as temperaturas atingem o zero absoluto, deixa uma substância sem mais energia térmica. Não há zero absoluto, tudo dentro de um átomo elementar cessou todo o movimento, o que significa que nenhum calor está sendo gerado.
Quanto mais frio algo está, menos movimento ocorre nas moléculas desse item. Por exemplo, as moléculas do sorvete não se movem tanto quanto as moléculas do café, embora ambas tenham moléculas móveis. O zero absoluto é a completa ausência de qualquer movimento molecular.
Quão frio é o zero absoluto?
O zero absoluto é alcançado em -459,67 graus Fahrenheit. À medida que a matéria se aproxima do zero absoluto, o movimento molecular diminui. Não há zero absoluto, o movimento molecular termodinâmico é completamente.
A entropia é o que determina a temperatura da matéria. Quanto mais as moléculas se movem, mais elas se espalham e maior é o seu raio de dispersão de temperatura. O calor é criado quando partes dos átomos se aglomeram devido ao caos da entropia.
Em outras palavras, a temperatura está diretamente relacionada à quantidade de movimento das moléculas em uma substância. Está relacionado à quantidade de energia cinética presente nas partes móveis dos átomos e nas ligações que especificam algo na realidade tridimensional.
Quanto mais rápido o movimento dentro e entre as moléculas, mais quente algo é, e quanto mais quente algo, mais longo o calor se espalha devido ao caos da entropia. É por isso que uma fogueira parece quente à distância, enquanto um bloco de gelo não irradia frio da mesma forma.
Qualquer coisa pode chegar ao zero absoluto?
Tecnicamente, nada pode atingir o zero absoluto, embora haja abordagens extremamente raras em ambientes laboratoriais. O zero absoluto não é alcançado porque a quantidade de trabalho necessária para resfriar algo assim é infinita. É impossível realizar trabalho suficiente para interromper todo o movimento de um átomo.
Mesmo que o zero absoluto pudesse ser obtido, a mecânica quântica ainda dita que algum movimento estaria ocorrendo. Isso coloca outro grande obstáculo a ser superado ao tentar alcançar o verdadeiro zero absoluto.
Isto significa que o movimento quântico nunca cessa, mesmo que o zero absoluto seja contínuo. Por que isso acontece não é totalmente compreendido pelos físicos. Entende-se, entretanto, que partículas imensamente frias deixam o domínio da física clássica e atuam plenamente no domínio da mecânica quântica.
Como a matéria envelhece perto do zero absoluto?
A matéria envelhece de maneira diferente do que normalmente faz quando sua temperatura se aproxima do zero absoluto. Começa a desafiar as leis da mecânica clássica.
Alguns gases na forma líquida, como o hélio, transformam-se em superfluidos quando estão próximos do zero absoluto. Os superfluidos não são viscosos nem sujeitos a fricção, portanto podem sair de qualquer recipiente que os contenham para cima. Eles também penetraram em qualquer coisa com uma lacuna molecular que inclua a maior parte da matéria que constituiria um recipiente.
Os condensados de Bose-Einstein (BEC) são outro estado de matéria estranha próximo do zero absoluto. Quando os átomos ficam frios o suficiente, eles funcionam como uma unidade unificada, em vez de átomos individuais que colidem uns com os outros. Eles não são mais a soma atômica das partes e funcionam como uma coisa única devido aos efeitos da mecânica quântica em temperaturas tão frias.
Esses BECs são capazes de coisas alucinantes. Por exemplo, quando uma luz brilha através de um BEC, ela pode ficar presa dentro dele. Eles são capazes de captar a luz, que normalmente atinge cerca de 300 mil quilômetros por hora, e Pará-la.
O que é a escala Kelvin?
A escala Kelvin é uma forma de medir a temperatura em um sistema onde o zero representa o zero absoluto. Isto é útil para os cientistas porque eles permitem conceituar a temperatura simplesmente como a quantidade de energia térmica presente num sistema . Como o zero absoluto representa a completa falta de dinâmica térmica, seu lugar como 0 na escala Kelvin permite que todas as outras interações atômicas sejam quantificadas de acordo com base na interação molecular dentro da substância.
quão frio é o espaço?
A maior parte do espaço sideral tem aproximadamente -454,76 graus Fahrenheit, que está logo acima do zero absoluto . No entanto, esta temperatura sobe alguns graus dependendo da parte do espaço aberto que está sendo estudado. A razão pela qual o espaço não fica no zero absoluto é que ainda existe calor residual do Big Bang.
O interior de um buraco negro é mais frio que o espaço aberto. Embora esta parte de um buraco negro não atinja o zero absoluto, sua temperatura é um milionésimo de grau mais alta que o zero absoluto. Essa é uma das razões pelas quais o centro de um buraco negro é invisível. Em contraste, a matéria brilhante que os cientistas fornecem ao estudar os buracos negros se move tão rapidamente que é muito mais quente do que 100 milhões de graus Fahrenheit.
Apesar das temperaturas geladas das entradas dos buracos negros, existem pontos ainda mais frios no espaço. O lugar mais frio conhecido no espaço é a Nebulosa Boomerang .
Uma nebulosa é uma nuvem de uma substância e, neste caso, é um gás. Esta nebulosa específica funciona como um super refrigerador e fica a cerca de 5 mil anos-luz de distância da Terra . Está tão frio que faz um grau Kelvin, que é -457,87 graus Fahrenheit.