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YAPVD
YAPVD
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7. Juni 2020

Was meint ihr: Kann die Erde von einem Teilchen aus dem Urknall überhitzt werden (Teilchentemperatur)?

Physik
Weltraum
Teilchen
Wissenschaft
Damit die Frage eine physikalische Bedeutung hat, muss der Begriff "Teilchen" geklärt werden, und der Hinweis des Autors - "Teilchentemperatur" - zeigt an, dass es kein Elektron ist (es ist ein Punkt und kann keine Temperatur haben). Nehmen wir zu...Mehr lesen

Damit die Frage eine physikalische Bedeutung hat, muss der Begriff "Teilchen" geklärt werden, und der Hinweis des Autors - "Teilchentemperatur" - zeigt an, dass es kein Elektron ist (es ist ein Punkt und kann keine Temperatur haben). Nehmen wir zum Beispiel ein Proton, das aus drei Valenzquarks (uud) besteht, die durch Farbkräfte in einem Meer von Quarks - antike Paare und Gluonen - verbunden sind. Es klingt unheimlich unverständlich, aber alles ist einfach.

Die Temperatur (T) des thermodynamischen Systems (Proton) ist proportional zur durchschnittlichen kinetischen Energie (E) der Systemteilchen oder anders ausgedrückt: T = ⅔(E/k), wobei k die Boltzmann-Konstante ist. Die mittlere kinetische Energie (E = mv²/2) wird aus Näherungen bestimmt: der Beitrag der Gluonen ist aufgrund fehlender Masse null; der Beitrag der virtuellen Quarks - antike See-Paare ist per Definition ebenfalls null; Valenzquarks sind quasi-frei und ihre Geschwindigkeiten (v) liegen nahe der Lichtgeschwindigkeit (v ≅ s); die mittlere Masse der Quarks ist m = 3 MeV/c². Durch Substitution von Zahlenwerten erhalten wir T ≅ 10¹⁰ K oder 10 Milliarden K.

Aus der Chronologie des Universums folgt, dass sie der Temperatur des Universums in der Hadronenzeit entspricht, als das Alter des Universums etwas weniger als 1 Sekunde betrug. So sind alle Protonen, einschließlich der Protonen in der Struktur der Atomkerne unseres Körpers und des Planeten Erde, "erhitzt" auf eine Temperatur von 10 Milliarden Grad Kelvin, dass in 1000-mal über der Temperatur im Zentrum der Sonne, und nichts - wir leben ohne Probleme.

Die Höchsttemperaturen, die der Mensch heute erreicht, liegen bei etwa 4 Billionen Grad K oder 4×10¹² K für Quarks - Gluonenplasma bei Kollisionen von Goldatomkernen mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit (Brookhaven, New York). Diese Temperatur war in der Quark-Ära, als das Universum weniger als 1 Mikrosekunde betrug.

⋇ Die coolen Jungs könnten fragen: "Wenn das der Fall ist, warum gibt es dann keine Wärmestrahlung von Protonen, die bis zu 10 Milliarden Grad heiß sind? Denken Sie darüber nach. Schreiben Sie.

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