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最高温度は決まらないの?

温度を「物質を構成する分子運動のエネルギーの統計値」 と規定したとすると、 「分子運動が止まっている状態が温度0K(絶対零度)」となりますよね? では逆に「これ以上激しく分子運動はできない」というところを、 最高温度の限界としてしまってはいけないのでしょうか? 具体的には、分子の移動速度が光速cになるところではないかと 予想するのですが、どうでしょうか? あるいは物質の速度が光速を超えることも、 こうした分野では許容されるのでしょうか?

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  • 回答No.1

分子の運動エネルギーはいくらでも大きくできます。 速度が光速よりも大きくなることはありえませんが、光速に近づくにつれて質量が増大して、質量はいくらでも大きくなっていくため運動エネルギーはいくらでも大きくなることができます。 まあ、その領域に達する前に分子という形を取っていられるのかということになりますが。

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質問者からのお礼

なるほど、相対性理論を見落としてました。 でも目の付け所はあってるっぽいので安心しました。 ありがとうございました。

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  • 回答No.4
  • foobar
  • ベストアンサー率44% (1423/3185)

http://homepage3.nifty.com/iromono/PhysTips/maxtemp2.html に紹介されているような話もあるようです。

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質問者からのお礼

ありがとうございます。 目の付け所はあってたっぽいです。 私の予想では超高温では、光の速度に近づくということは、 外宇宙と時間的な隔たりがあるのではないかと考えています。

  • 回答No.3
  • lycaon
  • ベストアンサー率51% (67/129)

>(現宇宙で)現実的な最高温度は60億度だそうです 実験室も含めて 60億度を越す例があるかを Google で探したら、3件も見つかりました。 【1】WIKI の中性子星( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E6%80%A7%E5%AD%90%E6%98%9F )によれば、 太陽質量の10倍以上の大質量星では最終的に鉄の中心核が作られる段階まで核反応が進む。 温度が約 ◆100億度◆ に達すると鉄が光子を吸収してヘリウムに分解する鉄の光分解という吸熱反応が起きて急激に圧力を失う。 これによって重力を支えられなくなり、星全体が重力崩壊で潰れて超新星爆発を起こす。 爆発の後には爆縮された芯が残る。 残った芯の質量が太陽の2-3倍程度なら中性子星として残るが、それ以上ならば重力崩壊が止まることなくブラックホールになる。 【2】http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~gcoesymp/presentations/20090218-ohnishi.pdf のp.10 によれば、 ブルックヘブン国立研究所は Relativistic Heavy-Ion Collider (RHIC) 実験で 初期宇宙等の「超高温状態」(~2 x 1012 K = ◆2兆度◆)や、中性子星中心部などの「超高密度状態」(~ 1015 g/cc = ◇ 千兆g/cc ◇) で実現 【3】http://www.dinop.com/news/post_1081.html (2002年10月03日、asahi.com 元記事は既に削除?)には、 「ビッグバン」直後の5兆度再現に成功 宇宙誕生の大爆発「ビッグバン」直後に相当する約 ◆5兆度◆ の超高温状態を実験で再現したと、日米などの国際チームが大阪市で開催中の「素粒子・原子核国際会議」で発表した。人類が実験室で達成した最高温度で、この状態を分析すれば、物質の根源である素粒子の正体に迫ることができる。  物理学の理論では、陽子や中性子は、物質の根源であるクオークと、クオーク同士をくっつける「のり」の役目をするグルーオンという素粒子からできている。これらを1個ずつ引き離すのは難しいが、今回の超高温状態でばらばらになったと考えられる。  この状態は、百数十億年前のビッグバンから約10万分の1秒後に相当し、陽子や中性子ができる前に存在したとされる「混沌(こんとん)の世界」。国際チームは今後、この状態を調べ、物質の根源や宇宙がどう誕生したかを探る。 ----------------- 【1】は#3 チュー・ホンエイ博士の60億度を越えられないという説に反しますが、どちらが正しいか(なんて判る訳がないので、せめてどちらが後から出た説か)までは・・・えっと、調べません。 【2】の千兆g/cc=100万トン/mm^3 もピンと来ませんが、最高密度ですかね。 どうやって測ったのか見当もつきません。 【3】は理論でなくて実現させたようですが、これもどうやって測った? こちらは推測するに、Wienの変移則から、 λmax=0.002898/T 、T=5×10^12K → λmax=2.9×10^-15m=2.9×10^-5Å、 ν=c/λ=[30×10^7m/s]/[2.9×10^-15m]=1×10^23Hz  アボガドロ数みたいな振動数ですが、恐らく大金掛けてこれ専用のガンマ線検出器を作ったんでしょうね。

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  • 回答No.2
  • debukuro
  • ベストアンサー率19% (3635/18948)

全宇宙の質量をすべてエネルギーに変換して得られる温度が限界らしいですがその温度がどれだけかは分からないそうです でもこれを研究したチュー・ホンエイ博士(中国系アメリカ人)によると 現実的な最高温度は60億度だそうです 星の中の核反応で生み出されたエネルギーはガンマ線の形で放出されそれが粒子と相互作用をして熱に変わって温度が上がる ところが温度が60億度に達するとエネルギーはガンマ線ではなくニュートリノの形で放出される ニュートリノは粒子とはほとんど相互作用をせずに星の外に出てしまうので温度は60億度を超えることができない こういうことだそうです そしてこの大量のニュートリノの放出は超新星爆発の前駆現象でもあるというのがチュー博士の理論です これは1987Aで立証されました

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