هل يوجد حد أقصي لأعلي درجة حرارة يمكن أن يصل إليها جسم ما؟

كلنا يشتاق للشمس في يوم بارد من أيام الشتاء, و كذلك ننزعج من الإرتفاع الشديد في درجات الحرارة في الصيف. فالبشر يتكيفون مع التغيرات الطفيفة فقط في درجات الحرارة و لذلك فإن مواضيع المناخ تأخذ حيزا كبيرا في حياتنا.
خلال يوم تكون درجة الحرارة متوسطه فإن أجسامنا تتغير حوالي درجة واحده فقط عند تغير درجة الحرارة في الليل فإذا إنخفضت الحرارة بشدة أو إرتفعت بشدة فإن ذلك قد يكون قاتلا للكائنات ذات الدم الحار فإذا إنخفضت درجة الحرارة إلي 35 درجة مئوية فإن ذلك يؤدي إلي إنخفاض درجة حرارة الجسم و إذا إرتفعت درجة الحرارة إلي 40 درجة مئوية فإنه يؤدي إلي إرتفاع حرارة الجسم و لكن لا داعي للقلق فنادرا ما نواجه هذه التغيرات في درجة الحرارة.

الصفر المطلق:

معظم الناس يعرفون ما هو الصفر المطلق و هو - 273.15 درجة مئوية و هذه تعتبر أخفض درجة حرارة يتم الوصول إليها طبقا لقوانين الفيزياء كما نعرفها اليوم و ذلك لأنها أقل و أبرد درجة حرارة يمكن أن تصل إليها المادة عندما تتجرد من طاقتها الحرارية و عند درجة الصفر المطلق فإنه لا يكون هناك إي حركة حتي علي المستوي دون الذري فكل شئ يتجمد حتي الوقت.
لكي نبسط ذلك المفهوم فمحاولتك للوصول إلي درجة الصفر المطلق تكون مثل محاولتك جعل سيارتك تتحرك أبطئ عندما تكون متوقفة.

كيف تتحرك الأجسام عند درجات الحرارة المختلفة

و لكن ماذا عن الحرارة المطلقة, ما هي أعلي درجة حرارة يمكن أن يصل إليها الجسم فإيقاف كل شئ سهل و لكن كيف يمكن الوصول إلي الحركة القصوي, كيف يمكن أن نأخذ درجة الحرارة إلي المالانهاية؟
نظريا يمكن لذلك أن يحدث و لكن نحن لا نلاحظ ذلك عادة, و لكي نبسط المفهوم مرة أخري دعنا نري ما مدي سخونة الأجسام.

الحرارة علي سطح الأرض:

تم قياس أعلي درجة حرارة علي سطح الأرض في عام 1913 و كانت 56.7 درجة مئوية في وادي الموت في كاليفورنيا و هي تعتبر أبعد ما يكون عن أعلي درجة حرارة في الكون.

وادى الموت

حرارة الشمس:

من الواضح أن أول شئ يخطر ببالنا عندما نفكر في درجات الحرارة المرتفعة هو الشمس. فدرجة الحرارة علي سطحها هو 5000 درجة مئوية بينما تصل درجة الحرارة في نواتها إلي 15 مليون درجة مئوية ولكي نفهم ذلك فإن درجة الحرارة هذه تقتل كل شئ حي في طريقها في محيط يصل قطره إلي 2000 كم ولكن الشمس ليس لديها أعلي درجة حرارة في الكون.

الأجرام السماوية الأخري:

هناك قزم أبيض متواضع في سديم العنكبوت الأحمر يلمع عند درجة حرارة تعادل 300 ألف درجة مئوية أي أسخن من درجة حرارة سطح الشمس بـ 50 مرة.

الكوازار:

يحترق مركز الكوازار 100 مرة ضعف ما تحرقه مجرة درب التبانة بالكامل, فالغاز حول الكوازار تصل حرارته إلي 80 مليون درجة مئوية.

السوبر نوفا:

إن من أكثر الأحداث عنفا في كوننا هي موت النجوم العملاقة و التي يطلق عليها إسم السوبر نوفا حيث تنبعث منها إنفجارات هائلة من الطاقة في شكل أشعة جاما, و لو حدث أحد هذه الإنفجارات بالقرب من الأرض فإنه سوف يمحي الحياة علي كوكب الأرض حيث أن درجة حرارتها تصل إلي مليار درجة.

درجات الحرارة دون الذرية:

نعود الآن للأرض حيث أن أسخن درجة حرارة واجهناها كانت في مصادم الهادرونات الكبير الموجود في سويسرا, حيث يقوم العلماء بإستخدام هذا الجهاز بمراقبة الأحداث التي تحدث عند التصادمات عالية السرعة بين الجسيمات الذرية, فعندما يقوم العلماء بتحطيم جزيئات الذهب معا فإن درجة الحرارة تصل 4 ترليون درجة مئوية لجزء من الثانية, و هي بذلك أعلي من إنفجار السوبر نوفا أو أقوي إنفجار نووي علي الأرض, وهذه الحرارة كافية لإذابة الجزيئات دون الذرية.

لم يتم تسجيل درجة حرارة أعلي من ذلك علي الرغم من أن ذلك ممكن نظريا, علينا أولا أن ندرك أن كل جسم لديه حرارة أعلي من الصفر المطلق يكون معه موجات للضوء المنبعث منه ولكنه يقع في منطقة الأشعة تحت الحمراء و لا يمكن رؤيته إلا بكاميرات خاصة فكلما إرتفعت درجة حرارة الجسم فإن موجات الضوء المرتبطة بالجسم تقل وبما أن الشمس درجة حرارتها أعلي من أجسامنا فينبعث منها ضوء لديه موجات أقل بكثير و بالتالي يكون مرئي.

الحرارة المطلقة:

في النموذج القياسي للكون كانت أعلي درجة حرارة تم تسجيلها حدثت لجزء صغير من الثانية بعد الإنفجار العظيم, و خلال هذا الجزء الصغير جدا من الوقت فإن الضوء المنبعث كان لديه موجات بطول 10^-35 من المتر , هذا الطول يطلق عليه طول بلانك وهو أصغر طول يمكن قياسه في الكون نظرا لهذا الطول الصغير للموجات فإن درجات الحرارة كانت عالية جدا حوالي 10^ 32 درجة مئوية و يطلق عليها حرارة بلانك وتكون بذلك أقرب تعريف إلي الحرارة المطلقة "absolute hot" لدينا حتي الآن.

و إفترض الفيزيائيون أن أي حرارة أعلي من حرارة بلانك فإن جزيئات الأجسام ستصبح جاذبيتها قوية جدا لدرجة تمكنها من عمل ثقل أسود و الثقب الأسود الذي ينتج عن الطاقة و ليس عن المادة يسمي "Kugelblitz".
إن نماذجنا الفيزيائية الحالية المقبولة تنهار بعد هذه النقطة و تترك لنا أسئلة عديدة بدون إجابة و مع ذلك فإن العديد من العلماء يعترضون علي هذا و يعتقدون أنه مع الإستمرار في تعلم السلوك دون الذري للمادة فإن درجة الحرارة سوف تظل في إزدياد.