Это поразительно, но самая высокая температура во Вселенной в 10 триллионов градусов по Цельсию была получена искусственным путем на Земле. Абсолютный рекорд температуры был установлен 7 ноября 2010 года в Швейцарии при эксперименте на Большом адронном коллайдере — БАК (самом мощном в мире ускорителе элементарных частиц).
В рамках эксперимента на БАК ученые поставили задачу — получить кварк-глюонную плазму, которая заполняла Вселенную в первые мгновения ее возникновения после Большого взрыва. С этой целью на скорости, близкой к скорости света, ученые столкнули пучки ионов свинца, обладающие колоссальной энергией. При столкновении тяжелых ионов начали возникать «мини-большие взрывы» — плотные огненные сферы, имевшие столь чудовищную температуру. При таких температурах и энергиях ядра атомов буквально плавятся и образуют «бульон» из составляющих их кварков и глюонов. В результате в лабораторных условиях и была получена кварк-глюонная плазма с самой высокой температурой с момента возникновения Вселенной.
До этого ни в одном эксперименте ученым еще не удавалось получить столь немыслимо высокой температуры. Для сравнения: температура распада протонов и нейтронов составляет 2 триллиона градусов по Цельсию, температура нейтронной звезды, которая формируется сразу после взрыва сверхновой, составляет 100 миллиардов градусов.
Выше температуры звезд
Согласно
спектральной классификации Моргана-Кинана все звезды делятся на следующие классы по светимости, размеру и температуре:
О — голубые гиганты — 30000-60000 гр. Кельвина (Вега)
В — бело-голубые гиганты 10000-30000 гр. Кельвина (Сириус)
А — белые гиганты 7500-10000 гр. Кельвина (Альтаир)
F — желто-белые звезды 6000-7500 гр. Кельвина (Капелла)
G — желтые карлики 5000-6000 гр. Кельвина (Солнце)
К — оранжевые звезды 3500-5000 гр. Кельвина (не знаю примера)
М — красные гиганты 2000-3500 гр. Кельвина (Антарес)
Наше родное Солнце относится к желтым карликам и имеет температуру ядра в 50 миллионов градусов. Таким образом, температура полученной кварк-глюонной плазмы в 200 тысяч раз превысила температуру ядра Солнца. В тоже время в окружающем космосе обычно царит первозданный холод, так как средняя температура Вселенной только на 0,7 градуса выше абсолютного нуля.
Но почему при столкновении ионов свинца получаются такие высокие температуры?
Все дело в заряде частиц. Чем он больше, тем больше энергия, до которой частица разгоняется в поле коллайдера. Кроме того, ион сам по себе довольно крупный объект. Поэтому при столкновении таких частиц, да еще разогнанных до огромных энергий, и рождается вещество с фантастической температурой.
Кстати, они (ионы) никакой опасности не представляют, так как количество сверх-разогретого вещества очень мизерное, меньше, чем атом.
Прежний рекорд- 4 триллиона градусов, установленный в Брукхейвенской национальной лаборатории (США), продержался всего пару месяцев. Для этого в коллайдере сталкивали ионы золота. Но уже тогда многие ученые предсказывали, что БАК превзойдет этот рекорд, ведь ионы свинца значительно тяжелее ионов золота.
Полученная учеными рекордная температура в 10 триллионов градусов по Цельсию держалась только несколько миллисекунд, но за это время было получено столько интересных данных, что на их анализ пришлось потратить несколько лет. Проводилось множество измерений и полученные данные многократно уточнялись и перепроверялись. После того как появилась уверенность, что кварк-глюонная плазма была получена, различные показатели пересчитали в давление и рекордную температуру.
В течение считанных микросекунд после Большого Взрыва Вселенная состояла из аналогичной кварк-глюонной плазмы, которая представляет собой не ионизированный газ, а скорее жидкость, лишенную вязкости и текущую почти без трения. В дальнейшем (по мере остывания) кварки объединяются в нейтроны и протоны, а уже из них возникают ядра атомов.
Что дальше?
Физики уверены, что при помощи БАК им удалось поймать мгновение перед тем, как плазма конденсировалась в адроны и мгновение до того, как было создано неравновесное состояние между материей и антиматерией (в другом случае наша Вселенная была бы наполнена лишь чистой энергией). Таким образом, проводимые исследования позволяют лучше понять процессы, которые происходили на ранних стадиях развития космоса. В конечном итоге ученые надеются еще больше приблизиться к пониманию того, как и почему из массы однородного кварк-глюонного «супа» возникла существующая материя
Возникновение такого особого состояния вещества, как кварк-глюонная плазма, является ключевым предсказанием квантовой хромодинамики. Согласно ей, по мере того, как ученым удастся воссоздавать условия все более ранних моментов эволюции нашей Вселенной, они увидят как, так называемое сильное взаимодействие, удерживающее нейтроны и протоны внутри атомного ядра, сойдет на нет.
Теперь с помощью установленного на БАКе детектора ALICE массой в 10 тысяч тонн, ученые смогут изучать условия, существовавшие во Вселенной всего через миллисекунду после давшего ей начало Большого взрыва.
Трудно даже предположить, какие еще открытия ожидают человечество впереди.
Несмотря на то, что человечество исследовало Землю вдоль и поперек, ученые продолжают делать открытия, заставляющие переписывать учебники. Вот и американские исследователи из Колорадского университета в Боулдере внесли свой вклад —
они выяснили, что температура в Антарктиде способна опускаться почти до -100°C.
Об открытии нового температурного рекорда они рассказали в статье в журнале Geophysical Research Letters .
Ранее самая низкая зафиксированная температура в Антарктиде составляла -93°C, эти данные были получены в 2013 году. Новый рекорд, как и предыдущий, был установлен в восточной части материка. Исследователи обнаружили его, изучив показатели спутников, фиксирующих изменения температуры в Антарктиде, и сверив результаты с данными наземных метеорологических станций.
Теперь самая низкая температура на Земле официально составляет -98°C. Температурный рекорд был установлен 31 июля 2010 года.
«Я никогда не находился в таком холоде и, надеюсь, никогда не буду, — делится Дойл Райс, один из исследователей. —
Говорят, там каждый вдох приносит боль и нужно быть предельно осторожным, чтобы не отморозить горло и легкие при дыхании. Это намного холоднее, чем в Сибири или на Аляске».
«Такую температуру можно ощутить на полюсах Марса в ясный летний день», — сравнивает Тед Скамбос, ведущий автор исследования.
Температура опускается настолько низко в ледяных «карманах» глубиной до трех метров.
Ученые использовали данные спутников Terra и Aqua, а также измерения спутников Национального управления океанических и атмосферных исследований США за 2004-2016 годы. Наибольшие перепады температуры, как выяснилось, происходят в Южном полушарии ночами в июне-августе. Температура ниже -90°C регистрируется там регулярно.
Также исследователи определили условия, благоприятствующие установлению температурного минимума: ясное небо, легкий ветерок и крайне сухой воздух. Даже минимальное содержание водяного пара в воздухе способствует его нагреванию, хотя и не сильному.
«В этом районе в определенные периоды воздух очень сухой, и это позволяет снегу легче отдавать тепло», — поясняет Скамбос.
Температурный рекорд был отмечен сразу в нескольких точках на расстоянии в сотни километров друг от друга. Это заставило исследователей задуматься — есть ли вообще предел для похолодания?
«Все зависит от того, как долго сохраняются условия, позволяющие воздуху охлаждаться, и того, сколько в атмосфере водяного пара», — считает Скамбос.
Чрезвычайно сухой и холодный воздух опускается в ледяные карманы и становится все холоднее и холоднее, пока не изменятся погодные условия. По словам исследователей, температура может опуститься и еще ниже, просто для этого потребуется очень много ясных и сухих дней подряд.
Если этот рекорд и удастся побить, то явно нескоро, считают авторы работы. Повышение уровня углекислого газа в атмосфере и в связи с этим увеличение количества водяного пара отнюдь не способствует появлению необходимых для этого условий.
«Наблюдение за процессами, от которых зависит низкая температура воздуха и поверхности Земли, показывает, что в будущем мы будем фиксировать экстремально низкие температуры реже», — пишут исследователи.
Исследователи отмечают, что полученные данные — это показатели, зафиксированные удаленно. Самой низкая температура, зарегистрированная на наземной метеорологической станции, составила -89,2°C. Она была зафиксирована 21 июля 1983 года на советской антарктической станции «Восток».
Из-за того, что современные данные были получены со спутников, а не напрямую, некоторые исследователи отказываются признавать их значимость.
«Восток» — по-прежнему самое холодное место на Земле, — настаивает профессор географии Аризонского университета и специалист Всемирной метеорологической организации Рэнди Червену. — Здесь было использовано дистанционное зондирование, а не стандартные метеорологические станции, поэтому мы во Всемирной метеорологической организации не признаем эти результаты».
В США самая низкая температура была зафиксирована на Аляске в поселении Проспект-Крик. Температурный рекорд, установленный 23 января 1971 года, составил -80°C.
Самая низкая температура на Земле когда-либо зарегистрированная была -89.2 градуса по Цельсию на станции «Восток» в Антарктиде 21 июля 1983 года. Был побит предыдущий мировой рекорд минимум -88.3 °С от 24 августа 1960 года на этой же станции «Восток».
Станция «Восток»
«Восток» — Российская научно-исследовательская лаборатория расположена в средней части ледника Восточной Антарктиды, примерно в 1300 километрах от географического Южного полюса.
Это место, где солнце не поднимается зимой. Помимо того, что это очень далеко на Южном полюсе, это еще и высокогорная станция на 3 420 м где зафиксирована самая низкая температура на Земле.
Условия, которые вызвали падение понятия нагретости на исключительно низком уровне «Восток» в июле 1983 года были ясные облака в сопровождении спокойного воздуха. Вертикальное перемешивание воздуха была минимальным и без ветра в течение некоторого времени.
Станция «Восток» -это не отклонение климатического режима Антарктики. 20 июля, 1968 г., нагретость на другой высоте исследовательской базы, лаборатория Плато, опустилась до -86.2 °С.
В поисках самой низкой температуры
Так называемая нагретость на станции «Восток» — это самый низкий показатель в мире после ведения наблюдений с 1912 года. Вполне вероятно, что где-то на Земле было еще холоднее, но просто не было оборудования в то время, чтобы проделать надлежащие измерения. Ведь не так много людей находятся в самых суровых условиях на земле.
Но недавно ученые установили метеорологическую станцию, где они считают, что там становится еще холоднее, чем на станции «Восток».
В общем, сочетание погоды и местной географии вызывает сильные холода. Самая холодная погода образуется когда ясное небо и спокойный воздух. Географически, самая холодная температура бывает вблизи полюсов и вдали от океанов. Плато Восточной Антарктиды, Восточной и Центральной Сибири и Центральной Гренландии предлагают такие условия.
Также становится холоднее на возвышенностях. Так несколько лет назад ученые в восточной Антарктиде поднялись вверх в поисках минимальной степени нагретости, что позволит побить рекорд минимума. Купол «Аргус» самая высокая точка на континенте (4093 м) выше на 664 метра над точкой «Восток», достаточно высоко, чтобы было заметно холоднее. На Куполе спокойный воздух и ясное небо, так необходимые для экстремальных холодов.
В 2005 году китайские и австралийские ученые создали автоматическую метеорологическую станцию на куполе для измерения суточных величин. В течение первых пяти лет эксплуатации, самая холодная температура, зарегистрированная там была -82.5 °С в июле 2005 года, не достаточно низко, чтобы установить новый рекорд.
Дистанционное зондирование с помощью спутников НАСА с 2003 по 2013 год измеряемых величин поверхности в непосредственной близости от купола, обнаружено 10 августа 2010 года где было -93.2 °С. Еще раз, почти так же холодно -93.0 °C было зафиксировано 13 июля 2013 года. Самая низкая температура была найдена в небольших впадинах на ледяном пейзаже, где холодный воздух собирается.
При объявлении этих экстремальных величин запись не признана Всемирной метеорологической организацией как экстремальное погодное и климатических явление. Международный комитет, который проверяет экстремальные погодные условия не считают величину, измеренную с помощью дистанционного зондирования в качестве официальных отчетов.
Так, что рекорд станции «Восток» в Антарктиде, который был измерен с использованием стандартного оборудования и методов, до сих пор стоит в качестве официальной самой низкой температуры на Земле — 89.2 градуса по Цельсию
Самая низкая температура в России
За пределами Антарктики Россия представляет самые холодные температуры в мире. Низкие значения до -67.7 °С были измерены в Верхоянске, Россия два дня, 5 и 7 февраля в 1992 году, в Оймяконе, Россия 6 февраля 1933 года. Оба места лежат в отдаленной части Восточной Сибири. Неофициальные сообщения из этого района утверждают, что даже более низкие температуры, вплоть до -77.8 °С были достигнуты.
Что особенно поражает Верхоянск и Оймякон в том, что в отличие от других мест с самой низкой температурой в мире, это не современные научно-исследовательские станции, а вековые поселки с несколькими сотнями постоянных жителей. Самая низкая температура в России зафиксирована в этих поселках.
Самая низкая температура западного полушария
На другой стороне земного шара, в западном полушарии, самая низкая температура воздуха была зафиксирована в Гренландии. В Северном Ледовитом океане на научно-исследовательской станции ученые Британской экспедиции во льдах на севере Гренландии зафиксировали минимальное значение -66.1 °С 9 января 1954 года. Всего за две зимы с 1952 по 1954 год зафиксирована в Северном Ледовитом океане которая опустилась ниже -59.4 °C на 16 дней.
- Самая низкая температура на Земле официально зарегистрированная
- Станция Восток, Антарктида -89.2 °С — 21 Июля 1983
- Станция Восток, Антарктида -88.3 °С — 24 Августа 1960
- Станции Плато, Антарктида -86.2 °С — 20 Июля 1968 Года
- Купол Аргус, Антарктида -82.5 °С — 12 Июля 2005 Года
- Верхоянск, Россия -67.8 °С — 5 Февраля 1892
- Верхоянск, Россия -67.8 °С — 7 Февраля 1892
- Оймякон, Россия -67.8 °С — 6 Февраля, 1933
- Северный Ледовитый океан, Гренландия -66.1 °С — 9 Января 1954
Мы знаем, что минимально возможная температура составляет -273.15 °C. При такой температуре движение частиц прекращается, и выделяемая ими тепловая энергия становится равна нулю. Вероятно, должна существовать и такая точка, выше которой частицы уже не смогут выделять больше тепловой энергии, достигнув своего максимума.
Современная физика считает, что эта точка находится на уровне 1.41679 × 10 32 K (Кельвинов) и называется Планковской температурой. Именно такой была температура Вселенной в первые доли секунд после Большого взрыва.
Как Кельвины перевести в Цельсии?
В физике удобно измерять температуру в Кельвинах, которые не подразумевают наличие шкалы отрицательной температуры, то есть абсолютный ноль здесь равен нулю. Чтобы представить температуру в более привычных нам градусах Цельсия, достаточно знать формулу, по которой вычисляется температура в Кельвинах. T K (темп. В Кельвинах)= T C (температура в Цельсиях) + T 0 (константа, равная 273.15). Иными словами, чтобы перевести кельвины в Цельсии, достаточно вычесть из Кельвинов число 273.15. например, 1000 К = 1000 — 273.15 = 726.85 °C.
Учитывая формулу по переводу Кельвинов в градусы Цельсия, мы можем представить планковскую температуру в градусах Цельсия как 1.41679 * 10(32)-273.15 °C. Конечно, данная оценка вычислена теоретически и основана на том, что если материи, разогретой до Планковской температуры, придать ещё энергии, то это не приведет к увеличению скорости частиц и, как следствие, повышению температуры. Зато вызовет появление новых частиц во время хаотических столкновений уже существующих, что приведет к росту массы материи. Но представим, что материи, разогретой до планковской температуры, всё-таки придать ещё энергии, чтобы попытаться нагреть её ещё больше. В таком случае, всю Вселенную ждет… а что ждет Вселенную после прохождения точки планковской температуры, не знает никто. Вероятно, гравитационное взаимодействие между частицыми разогретой материи станет настолько сильным, что сравняется с тремя другими взаимодействиями: электромагнитным, сильным и слабым. Описать физику нашего мира а таких не может ни одна существующая на сегодняшний день физическая теория.
Но вернемся от дел космических к делам земным. В своих попытках достичь максимально возможной температуры в пределах лабораторий человек установил температурный рекорд на уровне около 5.5 триллионов Кельвинов, что можно записать как 5*10 12 К. Конечно, ученые не разогревали кусок железа до этой немыслимой температуры — на это просто не хватило бы энергии. Данная температура была зафиксирована во время эксперимента в Большом адронном коллайдере во время столкновения ионов свинца при околосветовых скоростях.
В один из солнечных и сухих летних дней вы можете услышать, как кто-то говорит: «Наверное, даже в тени сто градусов». И в некоторых местах нашей планеты это может быть близко к реальности. В самом жарком месте на Земле сейчас около 70 °C. Если вы из тех, кто любит погорячее, мы приготовили для вас топ-10 самых жарких мест в мире.
Этот город расположен на берегу озера Насер, и в нем проживают около 15 000 жителей. Исторически это был очень важный торговый пункт из-за местоположения на дороге между Суданом и Египтом.
Город иногда вынужден терпеть бурные пыльные бури. Это явление известно как хабуб и предшествует сильному грозовому ливню.
Самая высокая температура воздуха, зарегистрированная в этой области, составляет 52,8 °C. Она была отмечена в апреле 1967 года. В летний период средняя температура в Вади-Хальфе держится на отметке в 40 °C.
9. Тират-Цви, Израиль, 53,9 °C
Это религиозный кибуц, основанный недалеко от израильско-иорданской границы. Благодаря максимальному показателю температуры, установленному в 1942 году, Тират-Цви стал самым жарким местом в Азии. Однако из-за близости реки Иордан территория кибуца остается плодородной.
Около тысячи человек живут в Тират-Цви, и кибуц считается крупнейшим производителем фиников в стране. В нем насчитывается 18 000 финиковых деревьев.
8. Тимбукту, Мали, 54 °C
На юге пустыни Сахары находится древний город с одной из самых высоких температур на Земле. Его самый высокий показатель температуры превысил палящие 54 градуса по Цельсию.
Тимбукту был важным центром распространения исламской доктрины в Африке. В нем построены три важные для мусульман мечети и хранится одна из крупнейших коллекций в мире древних рукописей. Благодаря своим архитектурным особенностям город был объявлен объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО.
7. Кебили, Тунис, 55 °C
Этот город знаменит своими древними археологическими находками. Самые старые из них были созданы около 200 000 лет назад. Кроме того, Кебили известен своими экстремальными температурами, летний максимум в нем достигает 55 °C. А ночью температура может упасть ниже нуля.
При этом в городе действуют около 10 отелей, один из них — пятизвездочный. Стоит ли предпочесть раскаленное летнее марево Египта вместо самых — решайте сами.
6. Гадамес, Ливия, 55 °C
Город в западной части Ливии, расположенный на границе с Алжиром и Тунисом — там, где когда-то пересекались караванные пути. Он известен как «жемчужина пустыни» и был объявлен объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО.
Одна из главных особенностей старого города — многоэтажные глинобитные постройки. Эти домики имеют вескую причину для существования в Сахаре: в них летом прохладно и тепло зимой. А лето в Гадамесе очень жаркое — температура колеблется от 40 до 55 °С.
В дополнение к защите от солнца пустыни, между соседними первыми этажами и открытыми террасами домов, расположенными на верхних этажах, построены переходы. Они традиционно используются женщинами для перемещения из одной области в другую.
5. Долина Смерти, Калифорния, США, 56,7 °C
Эту пустынную долину в восточной Калифорнии, на границе с Невадой часто называют самым жарким местом на Земле. И хотя это не совсем так, Долина Смерти — несомненно, самая жаркая и сухая точка в Соединенных Штатах. Летом температура колеблется между 46 и 50 °С, а 16 сентября 1913 года самая высокая температура в области была 56,7 °C.
Чтобы понять происхождение названия долины, нам нужно вернуться во времени, в эпоху золотой лихорадки. Это было между 1849 и 1850 годами. Некоторые золотоискатели пытались пересечь долину, и вместо драгоценного металла нашли свою смерть. Однако долина продолжала манить искателей наживы, так как была очень богата золотом и серебром.
Каждый год Долина Смерти привлекает туристов со всего мира, которые хотят полюбоваться на ее удивительные пейзажи. Одним из самых поразительных мест этой области является Забриски Пойнт, состоящий из отложений древнего озера, соляной грязи и гравия, которые вместе создают красивый, сюрреалистический пейзаж.
4. Эль-Азизия, Ливия, 58,2 °C
На северо-западе Ливии находится город Эль-Азизия. В 1922 году там зафиксировали температуру воздуха в тени 58, 2 С, и долгое время она оставалась самой высокой температурой в мире. Однако в 2012 году эксперты Всемирной метеорологической организации подвергли эти данные сомнению, поскольку сочли, что при их получении использовались недостаточно надежные средства фиксации температуры. В обычные же дни воздух в Эль-Азизии прогревается, в среднем, до 33 градусов.
Город очень негостеприимен и из-за сильного ветра, который снижает температуру до двадцати градусов за несколько часов. Из-за этого погода варьируется от обжигающе-горячей до некомфортно-холодной за очень короткое время. Несмотря на это, численность населения Эль-Азизии превышает 300 000 человек.
3. Турфан, Китай, 66,7 °C
Расположенный в северо-восточной части Китая, городской округ Турфан находится на высоте 154 м ниже уровня моря. Это наиболее жаркое место в Китае, а также третье самое жаркое место на планете.
Несмотря на жару, подземные воды и плодородная почва сделали Турфан настоящим оазисом в пустыне. Водная система данной области состоит из серии вертикальных и горизонтальных скважин, соединенных с подземными каналами. Эта система обеспечивает бесперебойное водоснабжение в течение года.
2. Квинсленд, Австралия, 68,9 °C
Этот штат расположен на северо-востоке австралийского континента. В 2003 году, в год суровой засухи, спутник NASA зафиксировал во внутренней области Квинсленда температуру в 68,9 °C. Эта область может быть столь же опасна, как и увлекательна; это регион родео, тематических парков, пышных тропических лесов и различных туристических достопримечательностей. А «визитной карточкой» Квинсленда считается одно из — Большой Барьерный риф.
1. Деште-Лут, Иран 70 °C
Вот и ответ на вопрос, где самая высокая температура на Земле. Эта адски-жаркая область расположена на ирано-афганской границе, и является двадцать пятой по величине песчано-солончаковой пустыней в мире. Ее протяженность составляет 400-450 км с севера на юг и от 200 до 250 км с запада на восток.
Деште-Лут — чрезвычайно засушливая пустыня с очень высокими летними температурами. Это доказывают измерения, сделанные прибором MODIS, установленным на спутнике Aqua NASA. В период между 2003 и 2005 годами прибор показал, что в иранской пустыре температура поднялась до 70,7 °C. Это абсолютный рекорд для нашей планеты. Благодаря этому Деште-Лут заслужила титул «самое горячее место на Земле».
Весной в этой области идут дожди, но очень короткое время, и земля быстро высыхает. А сильный и постоянный ветер перемещает песчаные дюны размером до 300 м. Так что Деште-Лут — не то место, где вы захотите провести летний отдых.
