Temperatura nel vuoto

Ilùvatar

Nello spazio intergalattico si suppone che, non essendoci materia, la temperatura dovrebbe essere di zero K. é così?

slycat

Copio spudoratamente da: http://www.vialattea.net/esperti/php/ri ... p?num=6583

"...l'intero cosmo è pervaso da una tenuissima radiazione, prevalentemente nella banda delle microonde, che segue la legge plankiana per un corpo nero con una temperatura di poco meno di 3° Kelvin, perciò potremmo dire che la temperatura del cosmo è circa -270°C. Questa scoperta, fatta da due ricercatori americani (Penzias e Wilson), fruttò loro il premio Nobel in quanto essa è una delle più convincenti prove a sostegno della teoria del Big Bang. "

Ilùvatar

Questo nella materia interstellare, dove c'è un pò di materia. Ma proprio nel vuoto totale, visto che non ci sono particelle in collisione la temperatura dovrebbe essere proprio di zero K. come è possibile?

Mabuni1982

Ilùvatar ha scritto:

Questo nella materia interstellare, dove c'è un pò di materia. Ma proprio nel vuoto totale, visto che non ci sono particelle in collisione la temperatura dovrebbe essere proprio di zero K. come è possibile?

Credo sia corretto dire che è pari allo zero assoluto (0 °K):

http://it.wikipedia.org/wiki/Zero_assoluto

anche se non è mai stata misurata.

Harlock

Esatto, è la radiazione rimasta dal big bang. Nello spazio intergalattico la temperatura è di 2.73 K a causa di questa radiazione.
Comunque perchè non essendoci materia la temperatura deve essere di 0 K? In un forno la temperatura è di 280°C sia che dentro ci sia un pollo o meno... indipendentemente dal fatto che sia pieno d'aria. Lo spazio cosmico è permeato di fotoni energetici emessi dalle stelle: un qualsiasi oggetto che venisse colpito da questi fotoni si scalderebbe.

Ilùvatar

Ma nel caso in cui non ci fossero atomi da eccitare, la temperatura sarebbe sempre quella. La si può misurare, teoricamente, ma l' ipotetico termometro verrebbe ad indicare una temperatura errata, poichè verrebbe eccitato dai fotoni provenienti da galassie lontane. Ma la vera temperatura del vuoto è quella, non essendoci atomi da eccitare. Ponendo dunque, anche sulla Terra, un vuoto spinto, la temperatura di esso potrebbe essere misurabile, in un luogo abbastanza isolato da altre fonti di energia radiante, come i fotoni. E questa risulterebbe essere maggiore di 0, ma in linea di principio è possibile diminuire la pressione di un gas fino ad arrivare al nostro scopo?

Mabuni1982

Ilùvatar ha scritto:

Ma nel caso in cui non ci fossero atomi da eccitare, la temperatura sarebbe sempre quella. La si può misurare, teoricamente, ma l' ipotetico termometro verrebbe ad indicare una temperatura errata, poichè verrebbe eccitato dai fotoni provenienti da galassie lontane. Ma la vera temperatura del vuoto è quella, non essendoci atomi da eccitare. Ponendo dunque, anche sulla Terra, un vuoto spinto, la temperatura di esso potrebbe essere misurabile, in un luogo abbastanza isolato da altre fonti di energia radiante, come i fotoni. E questa risulterebbe essere maggiore di 0, ma in linea di principio è possibile diminuire la pressione di un gas fino ad arrivare al nostro scopo?

Se posso permettermi, leggi bene il mio posto e sopratutto il link a wikipedia. Li c'è la risposta.

Ilùvatar

Perfetto, va bene.

slycat

Ilùvatar ha scritto:

Questo nella materia interstellare, dove c'è un pò di materia. Ma proprio nel vuoto totale, visto che non ci sono particelle in collisione la temperatura dovrebbe essere proprio di zero K. come è possibile?

Da Wikipedia:
"La Teoria quantistica dei campi ci rivela che neanche un vuoto ideale, con una pressione misurata di zero Pa, è veramente vuoto. Un motivo è che le pareti della camera a vuoto emettono luce in forma di radiazione del corpo nero: luce visibile se sono alla temperatura di migliaia di gradi, luce infrarossa se più fredde. Questa "zuppa" di fotoni sarà in equilibrio termodinamico con le pareti, e si può dire di conseguenza che il vuoto ha una particolare temperatura. Ancor più importante, nel vuoto sono presenti fluttuazioni quanto-meccaniche, che lo rendono un ribollire di coppie di particelle virtuali; queste, protette dal principio di indeterminazione di Heisenberg, nascono e si annichiliscono in continuazione. Questo fenomeno quantistico potrebbe essere responsabile del valore osservato della costante cosmologica."

jabba_the_hutt2

Ciao...

Il Principio di Indeterminazione di Heisenberg (citato anche da slycat) limita la nostra conoscenza relativa ai valori di alcune quantità fisiche; tra queste c'è la coppia energia-tempo.

Ora pensate ad un volume arbitrariamente piccolo di spazio di cui volete misurare il contenuto di energia... Il principo di indeterminazione implica che non potete conoscerne il prodotto energia*tempo in modo arbitrario (il prodotto di queste due quantità deve essere sempre maggiore o uguale alla costante di Planck!)...
Ora, la temperatura di una zona dello spazio è proporzionale all'energia in quel punto... Ma se sull'energia non potere fare una misura arbitrariamente precisa, allora esisterà sempre una "piccola" indeterminazione sul valore dell'energia... e quindi anche sulla temperatura. Questa piccola "indeterminazione" può essere vista come equivalente ad una una coppia particella-antiparticella che continuano a generarsi e ad annichilirsi, motivo per cui non si può neppure dire che lo spazio sia vuoto.

Il discorso è molto qualitativo, ma penso di aver reso l'idea... ;-)

Bye

Jabba

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