Η πιο ακραία θερμοκρασία του σύμπαντος

Ένα ταξίδι προς τα πιο καυτά κλίματα του Κόσμου πρέπει να ξεκινήσει φεύγοντας από τον Ήλιο μας, που μπορεί να είναι το πύρινο κέντρο του ηλιακού μας συστήματος, αλλά με μια επιφανειακή θερμοκρασία 5.800 βαθμών Kelvin δεν πλησιάζει καν το κοσμικό ρεκόρ. Γιατί στα μπλε υπεργιγάντια άστρα η θερμοκρασία ξεπερνά τους 50.000 βαθμούς. 

Όμως, ακόμα κι αυτή την ξεπερνούν κάποιοι λευκοί νάνοι – είναι άστρα στα οποία έχει σταματήσει η καύση των στοιχείων του (γι αυτό λέγονται και εκφυλισμένα άστρα) με πολύ συμπαγή και καυτή μάζα. Ένα τέτοιο άστρο είναι ο HD62166 που φθάνει στους 200.000 βαθμούς, που θυμίζει κόλαση, και φωτίζει ένα απέραντο νεφέλωμα.

Αν ενσκήψουμε   βαθειά στο εσωτερικό ενός άστρου θα βρούμε ακόμα πιο ακραίες θερμοκρασίες. Στους πυρήνες των μεγαλύτερων υπεργιγάντων άστρων μπορεί να έχουμε πάνω από ένα δισεκατομμύριο βαθμούς. Για ένα σταθερό άστρο το ανώτατο θεωρητικό όριο είναι περίπου 6 δισεκατομμύρια βαθμοί. Σ’ αυτή τη θερμοκρασία, η ύλη στο εσωτερικό του άστρου, αρχίζει να εκπέμπει φωτόνια τα οποία έχουν τόσο επικίνδυνη ενέργεια, που μπορούν να σχηματίσουν ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων όταν αυτά συγκρούονται. Το αποτέλεσμα είναι μια άνευ προηγουμένου κολοσσιαία έκρηξη του άστρου, ανώτερη ακόμα και της υπερκαινοφανούς.

Οι πρώτες υποψίες για την ύπαρξη ενός τέτοιου άστρου, που λέγεται pair-instabillity supernova,  βρέθηκαν το 2007, όταν παρατηρήθηκε μια λαμπρή και εξαιρετικά μεγάλης διάρκειας αστρική έκρηξη, αποδεικνύοντας την ύπαρξη ενός τεράστιου άστρου με μέγεθος μακράν από όλα όσα νομίζαμε ότι υπήρχαν μέχρι τότε.

Κατά τη διάρκεια μιας σουπερνόβα έκρηξης οι αστρικές θερμοκρασίες μπορεί να ξεπεράσουν τα 6 δισεκατομμύρια βαθμούς. Το 1987 είδαμε μια έκρηξη ενός σουπερνόβα στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, ένα γαλαξία δορυφόρο του δικού μας Γαλαξία κάπου 160.000 έτη φωτός μακριά μας. Τα νετρίνα από την καρδιά του άστρου αυτού ανιχνεύθηκαν στην Γη και αποκάλυψαν μια θερμοκρασία 200 δισεκατομμυρίων βαθμών.

Εκλάμψεις ακτίνων γάμμα υψηλής ενέργειας από σχετικιστικούς πίδακες σωματιδίων

Όμως μη βιαστείτε να την κατατάξετε στην πιο ακραία θερμοκρασία. Αυτή δεν ένα τίποτα συγκρινόμενη με την θερμοκρασία που έχουν τα αντικείμενα που παράγουν τις εκλάμψεις των ακτινών γάμμα. Αυτές οι σύντομες εκλάμψεις ακτίνων γάμμα με πολύ υψηλές ενέργειες, ανιχνεύονται μία ή δυο φορές την ημέρα από ειδικά ρυθμισμένα τηλεσκόπια. Οι εκρήξεις CRB θεωρείται ότι σηματοδοτούν τη γέννηση μιας μαύρης τρύπας, ή την κατάρρευση ενός πυρήνα ενός γιγάντιου άστρου, ή τη σύγκρουση δυο υπερ-πυκνών άστρων νετρονίων. Με κάποιο τρόπο η βαρυτική ενέργεια μετατρέπεται σε μια σφικτή δέσμη ακτίνων γάμμα και άλλες ακτινοβολίες. Ενώ οι λεπτομέρειες από αυτή την διαδικασία είναι προς το παρόν άγνωστες, θα πρέπει να περιλαμβάνει μια πύρινη  μπάλα από σχετικιστικά σωματίδια, που φθάνει το ένα τρισεκατομμύριο βαθμούς (10¹² K).

Πολύ πιο κοντά στο σπίτι μας βρίσκεται κάτι ακόμη πιο καυτό, όχι όμως από μια φυσική αιτία, αλλά κάπου 100 μέτρα βαθειά στη Γη. Στον επιταχυντή LHC του CERN μεταξύ της 8ης Νοεμβρίου και της 6ης Δεκεμβρίου του 2010, συγκρούστηκαν μεταξύ τους πυρήνες μολύβδου για πρώτη φορά στο CERN, σε μια προσπάθεια να μιμηθούν τις συνθήκες που επικρατούσαν στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος. Το αποτέλεσμα ήταν η υψηλότερη θερμοκρασία που έχει καταγραφεί ποτέ στη Γη, μια υποατομική πύρινη βολίδα θερμοκρασίας μερικών τρισεκατομμυρίων βαθμών.

Το πείραμα αυτό μας δίνει μια ιδέα για το που υπάρχουν οι πιο ακραίες θερμοκρασίες του σύμπαντος. Δεν βρίσκονται εδώ και στο παρόν, αλλά στο παρελθόν. Κοιτάζοντας πίσω στην καρδιά του Big Bang υπολογίζουμε ότι η θερμοκρασία του πιθανά έφθανε σε ένα αστρονομικό νούμερο, με 32 ψηφία. 

Σημείωση: Αυτή είναι η λεγόμενη θερμοκρασία Planck.

Σε θερμοκρασίες πάνω από αυτήν, δεν ισχύει η φυσική που ξέρουμε.

Πηγή

Posted in: Διάστημα