El cero absoluto representa la temperatura mínima que se puede alcanzar en el universo, estableciéndose en -273.15º Celsius, lo que equivale a 0 Kelvin. En términos más simples, esta temperatura indica el completo cese del movimiento molecular, lo que se traduce en un estado de silencio total a nivel energético. Sin embargo, es interesante contemplar qué ocurre en el extremo opuesto del espectro térmico.
Temperatura de Planck. Aunque estamos mucho menos familiarizados con este aspecto, la temperatura de Planck, a menudo referida como calor absoluto, representa un concepto fascinante en la física contemporánea. Podemos enfocarnos en la «física contemporánea» porque, al alcanzar esta temperatura, nos vemos obligados a abandonar nuestra comprensión habitual de la física, adentrándonos en terrenos inexplorados y desafiantes.
¿Qué es lo que realmente significa esta cantidad de calor? Lo que estamos hablando es de aproximadamente 142 quintillones de kelvins (K), o, en otras palabras, 1.42 · 10^32 grados Celsius. En esta magnitud, incluso los 273 grados que marcan la diferencia entre estas dos escalas termométricas se vuelven prácticamente insignificantes.
Para poner esto en perspectiva, la temperatura en el núcleo de nuestro sol se estima en alrededor de 15 millones de kelvins. En contraste, el núcleo de algunas supernovas puede alcanzar temperaturas de miles de millones de kelvins. Sorprendentemente, los científicos han logrado incluso mayor temperatura aquí en la Tierra, alcanzando más de 5 mil millones de kelvins en un experimento realizado en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, en el año 2012.
Definiendo el máximo. Como mencionamos anteriormente, el cero absoluto se caracteriza por una total ausencia de movimiento y, por ende, de energía térmica. Dado que la temperatura es fundamentalmente una medida de la transmisión de energía, podemos afirmar que si un sistema carece de energía, no puede transferirla. Sin embargo, para abarcar la noción del calor absoluto, debemos expandir nuestro entendimiento más allá de la termodinámica, involucrando aspectos de la física cuántica.
Para aprehender el concepto de este límite térmico, es crucial reconocer que el calor está vinculado a las emisiones dentro del espectro electromagnético. A medida que aumenta la temperatura, también lo hace la cantidad de energía, lo que lleva a una reducción en la longitud de onda del espectro. No obstante, este espectro no es infinito; el universo conocido impone una distancia mínima, conocida como distancia de Planck.
Esta longitud mínima estipula también la longitud de onda más corta y la energía máxima que puede ser impartida a un fotón. Por lo tanto, se convierte en una imposibilidad transmitir más energía térmica de lo que esta distancia permite.
Una idea bastante teórica. La temperatura de Planck, como ya se ha mencionado, es un concepto teórico distante de lo que se puede observar en el universo o replicar en un laboratorio. Es importante recordar que hubo un tiempo en el que estas temperaturas extremas eran una realidad, ya que, en los instantes posteriores al Big Bang, el universo pudo haber alcanzado tales niveles térmicos.
Sin embargo, el Big Bang es precisamente uno de esos escenarios donde las leyes físicas que conocemos no aplican efectivamente.
Más allá de la física contemporánea. El Big Bang es un testimonio claro de que hay aspectos de la física que aún no entendemos completamente, al igual que los agujeros negros. En ambos casos, nos encontramos ante situaciones tan extremas que resulta imposible aplicar las leyes físicas que tratamos de acertar.
Aún así, seguimos en la búsqueda de conocimiento sobre estos límites y las leyes que podrían operar en ellos. La aspiración probable es integrar una «teoría» que unifique todo lo conocido sobre la gravedad relativista y la física cuántica, proporcionando indicios significativos respecto a este límite de calor y sobre lo que puede existir más allá de ello.
En | ¿Qué pasa si las constantes del universo no son tan constantes? Hemos dado un paso significativo hacia la comprensión. La clave se halla en la carrera nuclear.
