Tại sao lại có độ C và độ K ?

Q: Vì sao nhiệt độ lạnh nhất có thể đạt được chỉ là -273.1499 °C, trong khi nhiệt độ nóng nhất có thể đạt được là 1,420,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000°C?(31 số 0)

A: Aaron O'Reilly, Nhà vật lý thiên văn, nhà tư vấn nghiên cứu và người làm giáo dục

Điều quan trọng đầu tiên, hãy điều chỉnh các đơn vị mà bạn sử dụng vì chúng không có ý nghĩa mấy trong cuộc trò chuyện này. Thang đo Celsius /Thang đo độ bách phân là thang đo tùy ý dựa trên tính chất của nước. Họ lấy 0 là nhiệt độ mà nước đóng băng và 100 là nhiệt độ nước sôi. Sau đó, họ chia sự khác biệt đấy cho 100 và gọi đó là thang đo nhiệt độ. Nó hoạt động khá tốt cho các ứng dụng thường ngày, không phải cho mục đích nhiệt động lực học.

Sau khi sự xuất hiện thang đo Celcius , khoa học đã có nhiều nghiên cứu về tìm hiểu nhiệt độ thực sự là bao nhiêu và nó được coi là thước đo động năng của các hạt cấu thành. Điều này đã tạo ra đơn vị Kelvin.

Nếu chúng ta muốn làm cho một cái gì đó lạnh hơn, chúng ta làm chậm chuyển động của các hạt, chúng ta lấy động năng này ra khỏi chúng. Nhưng cuối cùng, chúng ta sẽ đạt đến một điểm mà chúng ta không thể lấy đi bất cứ thứ gì hơn nữa bởi vì chẳng còn gì cả. Các hạt sẽ dừng lại tuyệt đối. Đây là những gì chúng ta hay gọi là Độ không tuyệt đối hay 0 độ Kelvin. Chúng ta có thể ngoại suy ngược thang đo Celsius/thang đo bách phân để tìm điểm tương đương và chúng ta thấy điểm này gần tương ứng với nhiệt độ -273,15C như được nêu trong câu hỏi của bạn.

Đối với đầu kia của thang đo, chúng ta có lý thuyết này về một thứ mà chúng ta gọi là Nóng tuyệt đối. Điều này hoàn toàn là lý thuyết và chúng ta thực sự không có bằng chứng nào cho thấy đây là điểm rõ ràng cả, chúng ta chỉ đề xuất nó như một giới hạn có thể dựa trên thực tế là nếu có thứ gì đó nóng đến mức nó sẽ bắt đầu phơi bày bản chất mà chúng ta chưa từng thấy trong vũ trụ ngày nay.

Vì vậy, giá trị này mà bạn đưa ra cho giới hạn nhiệt độ cao xuất phát từ vũ trụ học (khoa học nghiên cứu về vũ trụ) và chúng ta lấy Nhiệt độ Planck (khoảng 1,4 x 10^32 Kelvins như bạn đã đưa ra ban đầu) và chúng ta xem điều gì sẽ xảy ra với một hạt. Và chúng ta thấy rằng nguồn năng lượng đó (có thể được coi là một khối lượng lớn dựa vào công thức E = mc^2 của Einstein) sẽ tương ứng với một khối lượng đủ để tạo nên một mức trọng lực có thể quan sát được, nghĩa là nó sẽ đủ mạnh để tạo ra sự hiện diện của chính nó khi chúng ta xem xét các nguồn năng lượng khác vẫn hoạt động.

Vì chúng ta không có bằng chứng nào để nói rằng nguồn trọng lực bổ sung này tồn tại, chúng ta có thể giả sử rằng các hạt không có đạt sức nóng đó. Không có bằng chứng thực sự nào về điều này, ngoại trừ sự thật rằng chúng ta chưa từng thấy bất cứ thứ gì quá nóng đến thế, nhưng dường như có điều gì đó đang diễn ra ở mức cao của thang nhiệt độ để thấy rằng đấy có thể có điểm giới hạn. Và điều này là dự đoán tốt nhất của chúng ta tại thời điểm hiện tại.