Promieniowanie reliktowe a 0 bezwzględne.

[Kamil Bielenda]

Witam wszystkich! 

Zastanawia mnie ostatnio sprawa promieniowania reliktowego. Czy jeśli temperatura promieniowania reliktowego wynosi 2,7 K to czy najniższa temperatura możliwa do osiągnięcia to właśnie to ta temperatura? Czyli 0 bezwzględne nie istnieje? Jak mam tą temperaturę rozumieć? 

Jeśli coś źle napisałem i popełniłem błędy merytoryczne to przepraszam, bo dopiero zacząłem się tym zjawiskiem interesować.

[szuu]

41 minut temu, Kamil Bielenda napisał:

Czy jeśli temperatura promieniowania reliktowego wynosi 2,7 K to czy najniższa temperatura możliwa do osiągnięcia to właśnie to ta temperatura? Czyli 0 bezwzględne nie istnieje?

jeżeli masz w domu 20°C to nie znaczy że w lodówce w tym domu nie da sie osiągnąć temperatury niższej niż 20°C

[Behlur_Olderys]

46 minut temu, Kamil Bielenda napisał:

Witam wszystkich! 

Zastanawia mnie ostatnio sprawa promieniowania reliktowego. Czy jeśli temperatura promieniowania reliktowego wynosi 2,7 K to czy najniższa temperatura możliwa do osiągnięcia to właśnie to ta temperatura? Czyli 0 bezwzględne nie istnieje? Jak mam tą temperaturę rozumieć? 

Jeśli coś źle napisałem i popełniłem błędy merytoryczne to przepraszam, bo dopiero zacząłem się tym zjawiskiem interesować.

Określenie "Temperatura promieniowania reliktowego" to tylko takie uproszczenie.

Promieniowanie reliktowe to promieniowanie bardzo gorącego gazu (kilka tysięcy K) wyemitowane kilkanaście miliardów lat temu, gdy wszechświat był znacznie gęstszy. Kiedy takie promieniowanie przesuwa się ku czerwieni (wraz z rozszerzaniem się wszechświata) to wydaje się, że pochodzi z coraz zimniejszego obiektu. A że wszechświat rozszerzył się dosyć sporo od czasu, gdy to promieniowanie zostało wyemitowane, to jego spektrum "oziębiło się" całkiem znacząco, aż do kilku K. 

[Miszuda]

3 godziny temu, szuu napisał:

jeżeli masz w domu 20°C to nie znaczy że w lodówce w tym domu nie da sie osiągnąć temperatury niższej niż 20°C

Mega idiotyczny przykład... Nie rozumiem, po co takie komentarze- ani nic nie wnoszą, a szkodzą pytającemu...

Równie dobrze, bez wchodzenia w szczegóły i w zrozumienie można powiedzieć, że skoro gdzieś jest 0K, to nie znaczy, że -3K nie są możliwe...

 

@Behlur_Olderys jak zawsze w formie

[szuu]

6 minut temu, Miszuda napisał:

Mega idiotyczny przykład... Nie rozumiem, po co takie komentarze- ani nic nie wnoszą, a szkodzą pytającemu...

jeżeli nie zrozumiałeś to wystarczy dopytać zamiast pisać nic nie wnoszące komentarze

 

jesteśmy otoczeni promieniowaniem o temperaturze 2,7K (lub pokojem o temperaturze 20°C). ale nie jest to żadna fundamentalna wartość, jest poniekąd przypadkowa, bo równie dobrze mogła by być trochę inna gdyby wszechświat rozszerzał się trochę inaczej. ktoś mógłby pomyśleć i zadać na forum pytanie, że skoro to tak ważny parametr i dotyczący całego wszechświata to może ogranicza on możliwą do uzyskania temperaturę bo jakoś trzeba energię oddać z oziębianego obiektu a jak tu oddać skoro dookoła jest cieplej niż zero K? no i jest to w pewnych warunkach prawda - taką temperaturę osiągnie obiekt w pustej przestrzeni międzygalaktycznej gdy osiągnie równowagą z CMB. ale my nie jesteśmy skazani na przekazywanie energii od obiektów cieplejszych do zimniejszych bo mamy przecież lodówki i ta przypadkowa temperatura otoczenia (pokoju lub wszechświata) nas nie ogranicza - kosztem zużycia energii możemy obniżyć temperaturę poniżej 20°C i możemy też poniżej 2,7K.

 

[Nowok76]

5 godzin temu, Kamil Bielenda napisał:

Witam wszystkich! 

Zastanawia mnie ostatnio sprawa promieniowania reliktowego. Czy jeśli temperatura promieniowania reliktowego wynosi 2,7 K to czy najniższa temperatura możliwa do osiągnięcia to właśnie to ta temperatura? Czyli 0 bezwzględne nie istnieje? Jak mam tą temperaturę rozumieć? 

Jeśli coś źle napisałem i popełniłem błędy merytoryczne to przepraszam, bo dopiero zacząłem się tym zjawiskiem interesować.

Zero bezwzględne to stan w którym atomy są w "spoczynku" . Tak to rozumiem :-)

[Behlur_Olderys]

1 godzinę temu, szuu napisał:

ktoś mógłby pomyśleć i zadać na forum pytanie, że skoro to tak ważny parametr i dotyczący całego wszechświata to może ogranicza on możliwą do uzyskania temperaturę bo jakoś trzeba energię oddać z oziębianego obiektu a jak tu oddać skoro dookoła jest cieplej niż zero K?

 

Mam wrażenie, że poszedłeś o krok za daleko w zgadywaniu, co autor (wątku) miał na myśli i odpowiedziałeś na dużo bardziej filozoficznie przemyślane pytanie, niż - wydaje mi się - rzeczywiście było zadane  

 

58 minut temu, Nowok76 napisał:

Zero bezwzględne to stan w którym atomy są w "spoczynku" . Tak to rozumiem :-)

Atomy nie mogą być w spoczynku, bo to znaczyłoby, że dokładnie wiemy, jaką mają pozycję. A przecież, jeśli dokładnie znalibyśmy czegoś położenie (wg zasady Heisenberga) to pęd staje się nieskończenie nieoznaczony, a zatem absurdalnie niefizyczny (Naiwny dowód matematyczny: skoro dx*dp = h/(2*pi), to jeśli dx=0 to dp = h/0, a dzielić przez zero nie wolno  )

Tymczasem w zerze absolutnym wg mechaniki kwantowej cząstki (czy też atomy) przyjmują stan o najniższej możliwej, ale niezerowej energii kinetycznej. A zatem coś tam się ruszają, drgają...

 

Jeszcze co do limitu - wg angielskiego wiki w 1999 ochłodzono kawałek metalu do temperatury 100 pK https://en.wikipedia.org/wiki/Absolute_zero#The_race_to_absolute_zero

a zatem zdecydowanie poniżej 2.7K

Edytowane 5 Grudnia 2018 przez Behlur_Olderys

[Kamil Bielenda]

Dziękuję wszystkim za super komentarze. Myślę ze wiem już trochę więcej :) Ale podsumowując: można osiągnąć temperaturę niższą niż 2.7 K przez zużycie energii koniecznej do wychłodzenia. Zgadza się? 

[szuu]

Godzinę temu, Kamil Bielenda napisał:

Dziękuję wszystkim za super komentarze. Myślę ze wiem już trochę więcej Ale podsumowując: można osiągnąć temperaturę niższą niż 2.7 K przez zużycie energii koniecznej do wychłodzenia. Zgadza się? 

być może niefortunnie użyłem słowa "zużyć" tak jak gdyby to z samego zużywania temperatura się obniżała, więc uściślę: trzeba zrobić "coś" co przeciwstawi się naturalnemu dążeniu do równowagi i za takie działanie musimy zapłacić (energią).

[Kamil Bielenda]

Tak, zgadza się, coś co działa na zasadzie np. pomy ciepła tylko że w drugą stronę. Dzięki!  

[Darek_B]

2 minuty temu, Kamil Bielenda napisał:

coś co działa na zasadzie np. pomy ciepła tylko że w drugą stronę.

Ale odwrotność pompy ciepła to lodówka. albo odwrotnie. Zależy od spojrzenia.

[Behlur_Olderys]

1 godzinę temu, Darek_B napisał:

Ale odwrotność pompy ciepła to lodówka. albo odwrotnie. Zależy od spojrzenia.

No tak, a zatem coś jakby lodówka służy do osiągania niskich temperatur.  Widzę, że wszyscy osiągnęliśmy konsensus w tej sprawie;)

Oczywiście, do obniżenia temperatury poniżej 4K (ciekły hel) wykorzystuje się bardziej zaawansowane mechanizmy niż w zwykłej lodówce, ale zasadniczo patrząc na to najbardziej ogólnie zawsze trzeba wykonać pracę, żeby w jednym miejscu entropię zmniejszyć, a w drugim zwiększyć