Hamburg will’s wissen


Aktuelle Ansicht der Sonne bei einer Wellenlänge von 171 Ångström mit dem AIA-Instrument von NASAs Solar Dynamics Observatory.
© Courtesy of NASA/SDO and the AIA science team.

Gibt es eine maximale Temperatur? (der abs. Nullpunkt ist ja bekannt)

Karl (42 Jahre)

Antwort

Prinzipiell gibt es keine maximale Temperatur. Jedoch wird oberhalb einer gewissen Temperatur die Energie von Teilchen so enorm, das unsere derzeitigen fundamentalen physikalischen Theorien an Gültigkeit verlieren. Diese Temperatur wird Planck-Temperatur genannt und beträgt etwa 141 700 000 000 000 000 000 000 000 000 000 Grad Celsius. Um Vorgänge jenseits der Planck-Temperatur zu verstehen, wäre eine sogenannte Theorie der Quantengravitation erforderlich. Diese würde es uns ermöglichen, den frühesten Sekundenbruchteil (die Planck-Zeit) unmittelbar nach dem Urknall zu beschreiben.

Dr. Wolfram Schmidt
Universität Hamburg, Hamburger Sternwarte

Antwort

Nein, eine maximale Temperatur gibt es nicht. Die wohl heißeste zu erreichende Temperatur ist in Sternen.

The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging (CUI)
Professor Henning Moritz

Antwort

Während es eine eindeutige Definition des absoluten Temperaturnullpunktes gibt, ist diese Frage bei einer maximalen Temperatur nicht ganz so eindeutig. Der Nullpunkt liegt bei -273.15°C und definiert den Ausgangspunkt der Kelvinskala. Typische Temperaturen auf der Erdoberfläche bewegen sich also um etwa 300 Kelvin.

Zu höheren Temperaturen sind wir mit weitaus größeren Abweichungen von unserer Umgebungstemperatur vertraut. Den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle besitzt etwa Wolfram mit 3695 Kelvin. Im Bereich der Astronomie kennen wir aber noch deutlich größere Temperaturen. So besitzt die Oberfläche der Sonne eine durchschnittliche Temperatur von 5778 K. Im Kern der Sonne herrschen bereits unvorstellbare 15,7 Millionen Kelvin. Und bei einer Supernova – der Explosion eines massereichen Sterns – können gar Temperaturen bis zu 100 Milliarden Kelvin erreicht werden.

Die höchste von Menschen erzeugte Temperatur liegt allerdings noch höher. Sie wurde am ALICE-Experiment an CERNs Teilchenbeschleuniger LHC erreicht. Bei der Kollision nahezu auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigter Bleikerne entstand für Sekundenbruchteile ein Plasma von etwa 5,5 Billionen Kelvin. Dies sind Temperaturen wie sie vermutlich wenige Sekundenbruchteile nach dem Urknall – dem Beginn unseres Universums – herrschten.

Eine theoretische Obergrenze stellt die sogenannte Planck-Temperatur dar. Sie liegt bei 1,4 x 10^32 Kelvin (140 Quintillionen Kelvin). Unklar ist jedoch, ob dies tatsächlich die maximale Temperatur ist, oder jenseits davon lediglich die physikalische Beschreibung durch die Quantenmechanik zusammenbricht.

Dr. Michael Grefe
Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie