Hoe komt het dat in de intergalactische ruimte de temperatuur toch nog boven het absolute nulpunt ligt?
-
Vraag volgen
- Delen
-
-
Weet jij het antwoord?
Het beste antwoord
Temperatuur is een grootheid die de chaotische bewegingsenergie van materie kwantificeert. Het absolute nulpunt is de temperatuur waarbij deze bewegingsenergie tot 0 is gereduceerd. Temperatuur kan in sommige gevallen ook worden toegekend aan licht. Een zwarte straler met gegeven temperatuur zendt een lichtspectrum uit. Dit spectrum valt daarmee te associëren met de temperatuur van de zwarte straler. Dit wordt de kleurtemperatuur genoemd. Uit metingen van de kosmische achtergrondstraling is gebleken dat het spectrum overeenkomt met die van een zwarte straler van ongeveer 2,725 Kelvin. Merk dus op dat het betekenisloos is om te spreken over 'de temperatuur van de intergalactische ruimte'. Het vacuüm kent geen temperatuur. Echter, voor een atoom in vacuüm, dat blootgesteld wordt aan de kosmische achtergrondstraling, zal de chaotische bewegingsenergie oplopen (door absorptie en emissie van fotonen) tot een niveau dat correspondeert met een temperatuur van 2,725 Kelvin voor een ensemble. De kosmische achtergrondstraling vindt zijn oorsprong als een van de restanten van de oerknal. Vlak na de oerknal bevond er zich in de kleine ruimte een grote hoeveelheid energie, mede in de vorm van fotonen (licht). Dit is de vroege achtergrondstraling. Deze fotonen reisden als lichtgolven door een uitzettende ruimte en raakte daardoor steeds verder roodverschoven. De energie die hierbij vrijkwam fungeerde als een van de eerste drijfveren achter de verdere versnelling van de expansie van ruimte. Doordat de stralingsdichtheid en de energie van de fotonen steeds verder afnam werd hun bijdrage aan deze versnelling steeds kleiner. Momenteel wordt deze bijdrage verwaarloosbaar geschat, maar feit blijft dat de kosmische achtergrondstraling energie blijft verliezen door roodverschuiving. De kleurentemperatuur neemt door de eeuwig durende expansie asymptotisch af tot het absolute nulpunt. Hiermee kruipt het universum als geheel steeds dichter naar een toestand van maximale entropie. Wanneer de nulpuntsenergie benaderd wordt, komt het golfkarakter van elementaire deeltjes (en daarmee materie) steeds meer tot uitdrukking, waardoor de materie zoals wij deze kennen over zal gaan in een materiegolf (zie bijvoorbeeld Bose-Einstein condensaat). Tegen die tijd zullen alle sterren gedoofd; alle sterrenclusters uiteen gereten en zelfs alle zwarte gaten verdampt zijn. Gelukkig duurt dit nog even ;)
De laagste temperatuur die mogelijk is in het heelal is -273,15 graden Celcius onder nul, of te wel 0 Kelvin. Dit is het absolute nulpunt. Bij die temperatuur komen alle moleculen tot rust. Maar in de lege ruimte wordt die temperatuur niet bereikt. Er is nl. een stralingsveld overgebleven van de oerknal waaruit het heelal is ontstaan (de zgn. achtergrondstraling), en die komt overeen met een temperatuur van 3 Kelvin, of te wel 3 graden boven het absolute nulpunt. Dat zouden we dus de temperatuur van de ruimte kunnen noemen. Als we een voorwerp in de schaduw in de lege ruimte laten afkoelen, is dat de laagste temperatuur die het kan bereiken.
- Bronnen:
-
vraag is al gesteld
Stel zelf een vraag
Ben je op zoek naar het antwoord op die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?
