Hur varmt kan det bli?
Under barnens uppväxt har vi ibland talat om vad värme är och att det aldrig kan bli kallare än cirka minus 273 grader Celsius, för då rör sig inte molekylerna alls, medan det däremot inte finns någon temperaturgräns uppåt, eftersom molekylerna alltid skulle kunna röra sig ännu mera. Men senaste gången ämnet kom upp invände en av tonåringarna: ”Men inget kan ju röra sig snabbare än ljuset?” Så nu undrar vi hur varmt det egentligen kan bli. /Jörgen Sjödahl

I princip kan temperatur öka utan gräns. Men det finns en nivå där vår nuvarande fysik inte längre fungerar.
Bild: Getty images
Svar av Istvan Pusztai, forskare i subatomär, högenergi- och plasmafysik vid Chalmers tekniska högskola
Ljusets hastighet är inte en begränsning för hur varmt det kan bli. Ju närmare ljushastigheten partiklar kommer, desto tyngre blir de samtidigt. Detta gör att rörelseenergin ökar mer än hastigheten. I princip kan energi – och därmed temperatur – öka utan gräns.
Men det finns en nivå där vår nuvarande fysik inte längre fungerar. Det kallas Plancktemperaturen, och uppskattas till cirka 1,4 × 10³² Kelvin. Det är en ofattbart hög temperatur – mycket högre än något som finns i universum i dag, eller som vi kan åstadkomma på jorden.
Fråga en forskare
Har du en fråga till en forskare? Mejla fraga@fof.se
Vad gör just denna temperatur speciell? Jo, all materia avger värmestrålning och vid Plancktemperaturen blir våglängden för denna strålning lika liten som den så kallade Plancklängden – det minsta avstånd där våra nuvarande fysiska teorier fortfarande fungerar. För att beskriva vad som händer på den nivån krävs en teori som förenar kvantmekanik och gravitation – något vi ännu inte har. Därför vet vi inte vad som egentligen händer vid eller över Plancktemperaturen, till exempel i universums allra tidigaste ögonblick.
Vissa fysiker spekulerar i att små svarta hål kanske spontant skulle bildas i värmestrålningen, för att sedan snabbt försvinna igen. Men så länge vi saknar en fungerande kvantgravitationsteori förblir detta ren spekulation.
Kunskap baserad på vetenskap
Prenumerera på Forskning & Framsteg!
Inlogg på fof.se • Tidning • Arkiv med tidigare nummer