Wie heiß kann es im Universum werden?

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Wir nähern uns langsam der kalten Jahreszeit. Unsere Wintertemperaturen sind aber nichts im Gegensatz zu der kältesten möglichen Temperatur. Dieser absolute Nullpunkt liegt bei minus 273,15 Grad Celcius (minus 459,67 Grad Fahrenheit). Oder anders gesagt null Kelvin. Aber was ist mit dem Gegenteil? Was ist die heißeste, mögliche Temperatur in unserem Universum?

Um die Untergrenze von null Kelvin sowie eine mögliche Obergrenze zu verstehen, muss man zunächst wissen, was Temperatur eigentlich ist. Die Temperatur eines Objektes wird durch die ungeordnete Bewegung seiner Teilchen hervorgerufen und sinkt, wenn die Bewegungsenergie der Teilchen sinkt. Der absolute Nullpunkt ist also theoretisch dann erreicht, wenn die Bewegungsenergie gleich null ist. Die Quantentheorie zeigt uns aber, dass es dann immer noch eine temperaturabhängige Nullpunktsenergie gibt.

Wie auch immer, es wäre zwar praktisch möglich, dem absoluten Nullpunkt von minus 273,15 Grad Celcius (minus 459,67 Grad Fahrenheit) beliebig nahe zu kommen, jedoch ist er aufgrund quantenphysikalischer Phänomene niemals exakt zu erreichen. Die Heisenbergsche Unschärferelation besagt, dass es grundsätzlich unmöglich ist, den Ort und die Geschwindigkeit eines Teilchens exakt zu messen.

Aber nun zu den heißen Temperaturen. Fangen wir erst einmal mit uns selbst an, mit dem menschlichen Körper. Gegensätzlich des gängigen Glaubens gibt es keine völlig konstante Körpertemperatur, sie wird durch viele Faktoren beeinflusst und schwankt somit umher. Die durchschnittliche Normaltemperatur beträgt etwa 37 °C (98,6 °F).

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Nächtlicher Körpertemperaturverlauf eines Menschen

Wir sind ein extrem sensibler Organismus. So unterkühlen wir bereits bei 33 °C (91,4 °F) und schweben unter 27 °C (80,6 °F) in Lebensgefahr. Unter 20 °C (68 °F) erleiden wir dem Kältetod. Anders herum spricht man bei ca. 39 °C (102,2 °F) von Fieber. Hyperpyretisches Fieber bis 42 °C (107,6 °F) ist sehr gefährlich, über 42 °C (107,6 °F) versagt unser Kreislauf und bei Temperaturen über 44 °C (111,2 °F) denaturieren unsere Enzyme und wir sterben.

Schauen wir uns nun einige Temperaturen aus unserem Alltag an. Wasser etwa kocht bei einer Temperatur von 100 Grad Celcius (212 Grad Fahrenheit) – oder? Normalerweise liegt die Siedetemperatur dort und der Aggregatzustand ändert sich. Allerdings gibt es einen Faktor, der den Siedepunkt von Wasser herabsetzt – nämlich den Luftdruck. Somit siedet das Wasser auf der Zugspitze bereits bei 90 Grad Celcius (194 Grad Fahrenheit) und auf dem Mount Everest kann man Wasser bereits bei 70 Grad Celcius (158 Grad Fahrenheit) kochen.

Die kälteste jemals gemessene Temperatur auf der Erde beträgt -89,2 °C (-128,56 °F) und wurde am 21. Juli 1983 auf der Wostok-Station in der Antarktis gemessen. Der Hitzerekord wurde am 10. Juli 1913 im Death Valley, USA mit 56,7 °C (134,06 °F) gemessen. Die höchste Bodenoberflächentemperatur seit Beginn der Aufzeichnungen beträgt 82,3 °C (180,14 °F) und wurde im Sand des Turpan-Beckens in Xinjiang, China gemessen (Veröffentlichung 1978). Aber es soll heißer werden, noch viel heißer.

Die maximale Oberflächentemperatur der Venus, des heißesten Planeten in unserem Sonnensystem, liegt bei 462 °C (863,6 °F). Eine Feuerzeugflamme kann bis zu ca. 1.300 °C (2.372 °F) heiß werden. Und bei 3.500 °C (6.332 °F) schmilzt Karbon während Silber und Eisen bei solchen Temperaturen schon lange gesiedet sind. Aber es geht noch deutlich heißer. Eine konventionelle chemische Bombe erreicht bis zu 5.000 °C (0.032 °F), der Erdkern ist etwa 6.000 °C (10.832 °F) heiß. Die Temperatur innerhalb einer Nuklearexplosion beträgt etwa 10.000 °C (18.032 °F) und die kurzzeitigen Röntgenstrahlen 10.000.000 °C (18.000.032 °F). Das ist zwar deutlich heißer als die Atmosphäre der Sonne, der Sonnenkern ist mit 15 Millionen Grad Celcius (27 Millionen Grad Fahrenheit) aber noch heißer.

Das ist aber nichts für das Universum. Dort herrschten Temperaturen von 1 Milliarde Grad Celcius, als es 100 Sekunden alt war. Ein gerade entstehender Neutronenstern ist 99.999.999.726 °C (179.999.999.539 °F) heiß. Im Alter von 10-4 Sekunden war das Universum unvorstellbare 1 Billion Grad Celcius (1,8 Billionen Grad Fahrenheit) heiß. Doch die Menschheit hat auch das übertroffen. Wir haben es geschafft im großen Hadronen-Speicherring im CERN in der Schweiz Temperaturen von 5,5 Billionen Grad Celcius (9,9 Billionen Grad Fahrenheit) zu erschaffen.

Wir sind dem Universum allerdings nicht ebenbürtig. Dessen Temperatur betrug im Alter von 10-35 Sekunden die unvorstellbare Zahl von 1 Quadrilliarde Grad Celcius (1,8 Quadrilliarden Grad Fahrenheit). Das ist eine Eins mit 27 Nullen. Und mit solch immensen Temperaturen nähern wir uns langsam dem Ende.

Die heißeste, physikalisch mögliche Temperatur in unserem Universum beträgt etwa 1.420.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 °C. Das sind 1,42 Quintilliarden Grad Celcius (2,556 Quintilliarden Grad Fahrenheit). Dies ist die sogenannte Planck-Temperatur, 1,417 * 1032 Kelvin entsprechend. Stellen wir uns Temperaturen über dieser Konstante vor, brechen die konventionellen Gesetze der Physik zusammen. Somit können wir die Planck-Temperatur als den absoluten Hochpunkt, die heißeste, in unserem Universum mögliche Temperatur, bezeichnen.

 

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Dieser Beitrag hat 2 Kommentare

  1. Moin, sehr geile Website! 😀😉

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