Los canadienses no tienen mucho de qué enorgullecerse, pero podemos regalarte con nuestra capacidad de soportar temperaturas muy bajas. Ahora vivo en la costa oeste, por lo que soy suave y débil, y rara vez experimento temperaturas bajo cero.
Pero para algunos de mis hermanos canadienses, las temperaturas pueden descender a niveles que su mente y su cuerpo apenas pueden comprender. Por ejemplo, tengo un amigo que vive en Winnipeg, Manitoba. Durante un día, el invierno pasado, las temperaturas bajaron -31 ° C, pero con la sensación térmica se sintió como -50 ° C. Ese mismo día, fue un balsámico -29C en Marte. ¡En Marte!
Pero para los científicos y el Universo, puede volverse mucho más frío. Tan frío, de hecho, que usan una escala de temperatura completamente diferente, Kelvin, para medir qué tan lejos están las cosas de la temperatura más fría posible: cero absoluto.
En la escala Celsius, el cero absoluto es -273,15 grados. Y en Fahrenheit, es -459.67 grados. En la escala Kelvin, sin embargo, es muy simple. El cero absoluto es 0 kelvin.
En este punto, un explicador científico va a tropezar con un campo minado de uso incorrecto. No es 0 grados Kelvin, no dices la parte grados, solo la parte Kelvin. Solo Kelvin.
Esto se debe a que cuando mides algo desde un punto arbitrario, como la dirección que acabas de girar, cambias de rumbo 15 grados. Pero si está midiendo desde un punto absoluto, como la temperatura física más baja definida por la naturaleza, baja los grados porque es un absoluto. Un cero absoluto.
Por supuesto, probablemente también me he equivocado. Esto es dificil.
De todos modos, de vuelta a Absolute Zero.
El cero absoluto es la temperatura más fría posible que teóricamente se puede alcanzar. En este punto, no se puede extraer energía térmica de un sistema, no se puede hacer ningún trabajo. Está muerto, Jim.
Pero es completamente teórico. Es prácticamente imposible enfriar algo a Absolute Zero. Para enfriar algo, debes hacer un trabajo para extraerle calor. Cuanto más frío tengas, más trabajo necesitas hacer. Para llegar a Absolute Zero, deberías dedicar una cantidad infinita de trabajo. Y eso es ridículo.
Como probablemente aprendió en la clase de física o química, la temperatura de un gas se traduce en el movimiento de las partículas en el gas. A medida que enfría un gas, al extraer calor de él, las partículas se ralentizan.
Uno pensaría, entonces, que al enfriar algo a Absolute Zero, todo el movimiento de partículas en ese algo se detendría. Pero eso no es cierto.
Desde el punto de vista de la mecánica cuántica, nunca se puede conocer la posición y el momento de las partículas al mismo tiempo. Si las partículas se detuvieran, sabrías su impulso (cero) y su posición ... allí mismo. El Universo y sus leyes de física simplemente no pueden permitir que eso suceda. Gracias al principio de incertidumbre de Heisenberg.
Por lo tanto, siempre hay un pequeño movimiento, incluso si pudieras llegar a Absolute Zero, que no puedes. Pero no puedes extraer más calor de él.
El físico Robert Boyle fue uno de los primeros en considerar la posibilidad de que hubiera una temperatura más baja posible, lo que llamó el primum frigidum. En 1702, Guillaume Amontons creó un termómetro que calculó que tocaría fondo a -240 C. En realidad, bastante cerca.
Pero fue Lord Kelvin, quien creó esta escala absoluta en 1848, a partir de -273 C, o 0 kelvin.
Según esta medida, incluso con su viento helado, Winnipeg fue un bálsamo de 223 kelvin en ese día invernal.
La superficie de Plutón, por otro lado, varía desde un mínimo de 33 grados Kelvin hasta un máximo de 55 grados Kelvin. Eso es -240 C a -218 C.
La temperatura de fondo promedio en todo el Universo es de solo 2.7 grados Kelvin. No encontrarás muchos lugares tan fríos, a menos que salgas a los grandes vacíos cósmicos que separan los cúmulos de galaxias.
Con el tiempo, la temperatura de fondo del Universo continuará bajando, pero en realidad nunca alcanzará el Cero absoluto. Incluso en los años de Googol, cuando el último agujero negro supermasivo finalmente se ha evaporado, y no queda calor utilizable en todo el Universo.
De hecho, los astrónomos llaman a este sombrío futuro la "muerte por calor" del Universo. Es la muerte por calor, como en la muerte de todo calor. Y felicidad.
Te sorprenderá saber que la temperatura más fría en todo el Universo está aquí en la Tierra. Bueno, a veces, de todos modos. Y suponiendo que los extraterrestres no tengan mejor tecnología que nosotros, lo cual probablemente sí.
En el momento en que estoy grabando este video, los físicos han usado láseres para enfriar el gas Rubidio-87 a solo 170 nanokelvin, una pequeña fracción por encima del Absoluto Cero. De hecho, ganaron un Premio Nobel por su trabajo en el descubrimiento de condensados de Bose-Einstein.
La NASA está trabajando en un nuevo experimento llamado Cold Atom Lab que enviará una versión de esta tecnología a la Estación Espacial Internacional, donde debería poder enfriar el material a 100 picokelvin. Eso es frio.
Aquí están tus comida para llevar. Absolute Zero es la temperatura más fría posible que se pueda alcanzar, el punto en el que no se puede extraer más energía térmica de un sistema. Nunca digas grados Kelvin, causarás tantas muecas. El Universo no puede igualar nuestras habilidades de generación de frío ... todavía. Toma ese universo.
Me encantaría escuchar la temperatura más fría que hayas experimentado personalmente. Para mí, fue visitar Buffalo en diciembre. Eso no está bien.
Podcast (audio): Descarga (Duración: 6:54 - 2.4MB)
Suscríbase: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): Descarga (Duración: 6:56 - 90.4MB)
Suscríbase: Apple Podcasts | Android | RSS
