Максимальная температура на земле. Самая низкая температура во вселенной

Это поразительно, но самая высокая температура во Вселенной в 10 триллионов градусов по Цельсию была получена искусственным путем на Земле. Абсолютный рекорд температуры был установлен 7 ноября 2010 года в Швейцарии при эксперименте на Большом адронном коллайдере — БАК (самом мощном в мире ускорителе элементарных частиц).

В рамках эксперимента на БАК ученые поставили задачу — получить кварк-глюонную плазму, которая заполняла Вселенную в первые мгновения ее возникновения после Большого взрыва. С этой целью на скорости, близкой к скорости света, ученые столкнули пучки ионов свинца, обладающие колоссальной энергией. При столкновении тяжелых ионов начали возникать «мини-большие взрывы» — плотные огненные сферы, имевшие столь чудовищную температуру. При таких температурах и энергиях ядра атомов буквально плавятся и образуют «бульон» из составляющих их кварков и глюонов. В результате в лабораторных условиях и была получена кварк-глюонная плазма с самой высокой температурой с момента возникновения Вселенной.

До этого ни в одном эксперименте ученым еще не удавалось получить столь немыслимо высокой температуры. Для сравнения: температура распада протонов и нейтронов составляет 2 триллиона градусов по Цельсию, температура нейтронной звезды, которая формируется сразу после взрыва сверхновой, составляет 100 миллиардов градусов.

Выше температуры звезд

Согласно спектральной классификации Моргана-Кинана все звезды делятся на следующие классы по светимости, размеру и температуре:
О — голубые гиганты — 30000-60000 гр. Кельвина (Вега)
В — бело-голубые гиганты 10000-30000 гр. Кельвина (Сириус)
А — белые гиганты 7500-10000 гр. Кельвина (Альтаир)
F — желто-белые звезды 6000-7500 гр. Кельвина (Капелла)
G — желтые карлики 5000-6000 гр. Кельвина (Солнце)
К — оранжевые звезды 3500-5000 гр. Кельвина (не знаю примера)
М — красные гиганты 2000-3500 гр. Кельвина (Антарес)

Наше родное Солнце относится к желтым карликам и имеет температуру ядра в 50 миллионов градусов. Таким образом, температура полученной кварк-глюонной плазмы в 200 тысяч раз превысила температуру ядра Солнца. В тоже время в окружающем космосе обычно царит первозданный холод, так как средняя температура Вселенной только на 0,7 градуса выше абсолютного нуля.

Но почему при столкновении ионов свинца получаются такие высокие температуры?

Все дело в заряде частиц. Чем он больше, тем больше энергия, до которой частица разгоняется в поле коллайдера. Кроме того, ион сам по себе довольно крупный объект. Поэтому при столкновении таких частиц, да еще разогнанных до огромных энергий, и рождается вещество с фантастической температурой.

Кстати, они (ионы) никакой опасности не представляют, так как количество сверх-разогретого вещества очень мизерное, меньше, чем атом.

Прежний рекорд- 4 триллиона градусов, установленный в Брукхейвенской национальной лаборатории (США), продержался всего пару месяцев. Для этого в коллайдере сталкивали ионы золота. Но уже тогда многие ученые предсказывали, что БАК превзойдет этот рекорд, ведь ионы свинца значительно тяжелее ионов золота.

Полученная учеными рекордная температура в 10 триллионов градусов по Цельсию держалась только несколько миллисекунд, но за это время было получено столько интересных данных, что на их анализ пришлось потратить несколько лет. Проводилось множество измерений и полученные данные многократно уточнялись и перепроверялись. После того как появилась уверенность, что кварк-глюонная плазма была получена, различные показатели пересчитали в давление и рекордную температуру.

В течение считанных микросекунд после Большого Взрыва Вселенная состояла из аналогичной кварк-глюонной плазмы, которая представляет собой не ионизированный газ, а скорее жидкость, лишенную вязкости и текущую почти без трения. В дальнейшем (по мере остывания) кварки объединяются в нейтроны и протоны, а уже из них возникают ядра атомов.

Что дальше?

Физики уверены, что при помощи БАК им удалось поймать мгновение перед тем, как плазма конденсировалась в адроны и мгновение до того, как было создано неравновесное состояние между материей и антиматерией (в другом случае наша Вселенная была бы наполнена лишь чистой энергией). Таким образом, проводимые исследования позволяют лучше понять процессы, которые происходили на ранних стадиях развития космоса. В конечном итоге ученые надеются еще больше приблизиться к пониманию того, как и почему из массы однородного кварк-глюонного «супа» возникла существующая материя

Возникновение такого особого состояния вещества, как кварк-глюонная плазма, является ключевым предсказанием квантовой хромодинамики. Согласно ей, по мере того, как ученым удастся воссоздавать условия все более ранних моментов эволюции нашей Вселенной, они увидят как, так называемое сильное взаимодействие, удерживающее нейтроны и протоны внутри атомного ядра, сойдет на нет.

Теперь с помощью установленного на БАКе детектора ALICE массой в 10 тысяч тонн, ученые смогут изучать условия, существовавшие во Вселенной всего через миллисекунду после давшего ей начало Большого взрыва.

Трудно даже предположить, какие еще открытия ожидают человечество впереди.

Температурой в физике называют величину, которая количественно выражает степень нагретости различных тел. Учитывая, что в область изучения часто попадают не только твердые тела, но жидкости и газы, то существует более общее понятие температуры, как степень кинетической энергии частиц.

Системной единицей измерения температуры является Кельвин (сокращено К), в которой за точку отчета берется абсолютный нуль — состояние вещества с нулевой кинетической энергией частиц. В быту чаще всего используются градусы Цельсия (сокращено °С), для которых точка отчета соответствует точке замерзания воды. Один градус Цельсия равен Кельвину, и соответствует 1/100 части температурной разницы между точкой замерзания и точкой кипения воды. Абсолютный нуль равен −273,15 градусов Цельсия.

С точки зрения квантовой физики и при абсолютном нуле температуры существуют нулевые колебания, которые обусловлены квантовыми свойствами частиц и их окружающего физического вакуума.

Среднегодовая температура

Наша планета находится в зоне жизни своей звезды. Зоной жизни называется пространство достаточно удаленное от своей звезды, в котором на поверхности планеты возможно существование воды в жидкой форме. Современные метеорологи (специалисты по земному климату и погоде) чаще всего используют температурные измерения приземного воздуха с помощью ртутных или спиртовых термометров (температура замерзания ртути и спирта равна -38.9°C и -114,1°C соответственно).

По международной методике измерения должны происходить на двухметровой высоте от поверхности земли в специальной метеорологической будке, удаленной от антропогенного ландшафта. Среднегодовая температура приземного воздуха на поверхности Земли равна +14°С. В то же время в отдельных частях планеты температура приземного воздуха сильно отличается от этого значения по причине разного времени года или суток, различной географической широты, удаления от океана, высоты над средним уровнем моря и близости к вулканическим областям.

Диапазон температур Земли

Самый небольшой температурный перепад приземного воздуха наблюдается в экваториальных районах Мирового океана. Так на острове Рождества, который находится в центральной экваториальной части Тихого океана сезонные температурные перепады ограничены диапазоном 19-34 градусов Цельсия. Впрочем, считается, что самый ровный климат наблюдается в местечке Гарапан на острове Сайпан (Мариинские острова). В течение 9 лет с 1927 по 1935 г. самая низкая температура здесь была зарегистрирована 30 января 1934 г. (+19.6°С), а самая высокая - 9 сентября 1931 г. (+31,4°С), что дает перепад 11,8°С.

Континенты характеризуются значительно более высокими температурными перепадами. В долине Смерти (Калифорния) 10 июля 1913 года было зарегистрировано +56.7°C, а 13 июля 1922 года регистрировалось +57.8° C (позже это значение было оспорено). На российской станции Восток, 21 июля 1983 года, наблюдалось -89,2° C. Самый большой перепад температур зарегистрирован в российском Верхоянске — 106,7° C: от -70° C до +36.7°С. Самая низкая среднегодовая температура зарегистрирована в 1958 году на Южном полюсе (-57,8°С). Самая высокая среднегодовая температура зафиксирована в местечке Феранди (Эфиопия) в 60-х годах 20 века (+34°С).

Поверхностная температура Земли отличается ещё экстремальными значениями в связи с тем, что темная поверхность днем может прогреваться до значительно более высоких температур по сравнению с воздухом. В долине Смерти (Калифорния) 15 июля 1972 года регистрировалось +93.9°C. Вероятно такие высокие поверхностные температуры могут вызывать в условиях сильного ветра аномальные кратковременные всплески температуры воздуха (в июле 1967 году в иранском Абадане был зарегистрирован резкий рост температуры воздуха до +87.7°С).

Распределение годовых максимальных температур Земли

Поверхность нашей планеты является источником теплового электромагнитного излучения, максимум которого находится в инфракрасной области спектра (согласно закону смещения Вина).

Благодаря этому свойству околоземные спутники могут измерять температуру любой точки поверхности Земли в отличие от наземных метеостанций.

Анализ снимков спутника “Aqua“ за 2009-2013 годы позволил определить, что максимальная поверхностная температура в иранской пустыне в 2005 году достигала +70.7 °C.

Статистическое распределение годовых максимальных температур поверхности на планете показывает четыре кластера (ледники, леса, саванны/степи и пустыни).

Другой анализ спутниковых снимков за 1982-2013 годы показал, что минимальные температуры в Антарктиде могут достигать -93.2 °C.

Несмотря на то, что земная поверхность в среднем получает от Солнца в 30 тысяч раз больше энергии, чем от земных недр, геотермальная энергетика является важным элементом экономики некоторых стран (к примеру, Исландии).

Бурение рекордной Кольской скважины показало, что на глубине 12 км температура достигает +220°С.

Изотерма +20 °C в земной коре проходит на глубинах от 1500-2000 м (районы многолетней мерзлоты) до 100 м и менее (субтропики), а в тропиках выходит на поверхность. В горных районах термальные источники имеют температуру до +50…+90 °C, а в артезианских бассейнах на глубинах 2000-3000 м вода с температурой +70…+100 °C и более.

Точка, где наблюдалась минимальная температура, не является самой высокой частью ледника: её высота составляет около 3900 метров против 4093 метров у Плато А (Аргус).

Более ранний анализ снимков спутника “Aqua“ за 2004-2007 годы подтверждает, что самые холодные зимние температуры наблюдаются на хребте B, который соединяет плато А и плато F (Фуджи).

В районах активного вулканизма термальные источники проявляются в виде гейзеров и струй пара, выносящих на поверхность пароводяные смеси и пары с глубин 500-1000 м, где вода находится в перегретом состоянии (+150…+200 °C). В подводных гидротермальных источниках (“черных курильщиках”) наблюдаются температуры до +400 °C. В вулканах температура лавы может повышаться до +1500°C.

На основе лабораторных экспериментов, данных сейсмологии и теоретических расчетов считается, что в недрах планеты температуры могут превышать 7 тысяч градусов. Несколько вариантов теоретической температуры глубинных слоев планеты.

Если бы наша планета не обладала атмосферой, то согласно закону Стефана-Больцмана её средняя температура равнялась бы не +14 °C, а -18 °С. Различие объясняется тем, что земная атмосфера поглощает часть теплового излучения поверхности (парниковый эффект). Это во многом объясняет, почему с ростом высоты над поверхностью планеты падает не только давление, но и температура.

Температурный максимум в стратосфере (на высоте примерно 50 км) объясняется взаимодействием озонового слоя с ультрафиолетовым излучением Солнца. Температурный пик в экзосфере (ионосфере) связан с ионизацией молекул внешних разреженных слоев атмосферы под действием солнечного излучения. Суточные колебания в этом слое могут достигать нескольких сотен градусов. В экзосфере происходит улетучивание земной атмосферы в космос.

Температурные колебания у других планет Солнечной системы

Хорошим примером температурных колебаний в случае, если бы у Земли не было атмосферы, является . По наблюдениям спутника LRO температура поверхности нашего спутника изменяется от +140°C в небольших экваториальных кратерах до -245 °C на дне полярного кратера Hermite (Эрмита). Последнее значение даже меньше, чем измеренная температура поверхности Плутона -245 °C или любого другого небесного тела Солнечной Системы, для которого были проведены температурные измерения. Тем самым температурные колебания на Луне достигают 385 градусов. По этому показателю Луна занимает второе место в Солнечной Системе после .

Измерения приборов, оставленных экипажами миссий Аполон-15 и Аполон-17, показали, что на глубине 35 см, температуры в среднем на 40-45 градусов теплее, чем на поверхности. На глубине 80 см сезонные колебания температуры исчезают, и постоянная температура близка к -35 °С. Оценивается, что температура ядра Луны равна 1600–1700 K. Куда более высокие температуры могут появляться во время падения астероидов.

Так в древних земных кратерах обнаружены фианиты, для образования которых из циркона требуются температуры, превышающие 2640 Кельвинов. Достижение таких температур невозможно при земном вулканизме.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Так как показатели нормы очень индивидуальны, нормальной считается та температура, при которой человек чувствует себя здоровым, работоспособным, а исследования обмена веществ не показывают отклонений.

Температура тела в норме и патологии

Данный показатель может варьировать в следующих пределах:

1. - гипотермия - ниже 35,5 градусов;
2. нормальная - в диапазоне 35,5 -37 градусов Цельсия, иногда приводят цифры 35-37,2 градусов;
3. повышенная - гипертермия - от 37 градусов Цельсия в подмышечной впадине:

• субфебрильная - до 38,3 С;
• высокая - 38-40 С;
• гиперпиретическая - от 41 С.

Гипотермия

Гипотермия часто связана со снижением скорости кровообращения вследствие различных внешних и внутренних факторов.

Минимальная зарегистрированная температура тела человека составляет 14,2 градуса Цельсия.

Этот показатель принадлежал 2 летней девочке из Канады, найденной на улице при сильном морозе в 1994 году. Тело охладилось до такого критического значения в результате длительного сильного переохлаждения.

Данный случай - скорее исключение. Обычно снижение ниже 35 С вызывает слабость и головокружение, ниже 32 - озноб, а при 29 градусах человек теряет сознание. При 27 С высока вероятность впасть в кому. Минимальная критическая температура у человека - 25 градусов.

Однако при снижении до 34 градусов уже необходимо вызвать скорую помощь, чтобы не допустить ухудшения состояния. Гипотермия может привести к смерти.

Большинство людей не используют градусник каждый день, когда чувствуют себя нормально. Гипотермия сопровождается некоторыми изменениями самочувствия человека:

• упадок сил, слабость;
• сонливость;
• апатия или раздражительность;
• бледность кожи;
• головокружение;
• замедление пульса и снижение артериального давления.

При наличии нескольких из перечисленных симптомов стоит измерить температуру тела. При подтверждении опасений постарайтесь согреться. Если показания термометра существенно ниже нормы, обратитесь к врачу.

Колебания температуры тела в норме

В течение суток температура тела меняется в результате изменения солнечной активности. Минимальная температура тела в норме наблюдается ранним утром, примерно в 5 утра, и составляет около 35,5 градусов.

Этот процесс не зависит от физической активности человека, так как у людей, работающих или спящих в это время, температура одинаково снижается. Вечером, напротив, показатели термометра достигают максимального за сутки значения - 36,7-37 градусов.

Изменение гормонального фона на протяжении менструального цикла женщины также отражается на выделении тепла телом. Во время овуляции температура тела выше примерно на градус, а во время менструации, наоборот, имеет тенденцию к опущению ниже привычных значений.

Подобные колебания, связанные с активностью гормонов, наблюдаются также во время беременности. Если отклонения от нормы незначительные и не сопровождаются недомоганием, не нужно придавать этому большое значение.

В состоянии покоя тело охлаждается за счет снижения скорости кровообращения. У здоровых людей при активной физической и умственной деятельности частота сердечных сокращений растет. Вклад в согревание также делает теплопродукция сокращающихся мышц.

Гипотермия - возможные причины

Если человек наблюдает у себя непривычно , нужно задуматься о причинах. Снижать данный показатель могут следующие факторы:

• низкий уровень физической активности;
• жесткая несбалансированная диета или голодание;
• сильный эмоциональный стресс;
• депрессия;
• нарушение работы кальциевых каналов или нехватка Кальция в рационе;
• гормональные нарушения, в первую очередь, патология щитовидной железы и гипоталамуса;
• сильное переохлаждение;
• травмы головного или спинного мозга.

Коррекция образа жизни

В большинстве случаев привнести в свой график физическую активность не составляет труда. Однако в некоторых случаях, например, при временной или постоянной потере возможности передвигаться, людям требуется помощь посторонних.

Например, в медицинских учреждениях больным с переломами конечностей и т. п., вынужденных постоянно находиться в постели, проводят специальную легкую гимнастику, растирания, переворачивания, массаж.

Это предупреждает застойные процессы в тканях и стимулирует сердечную активность, повышая, таким образом, температуру тела.

Также большого труда не составит привести в порядок собственное питание. Необходимо отказаться от резких ограничений. Питание должно включать и углеводы, и жиры, и белки, а также витамины и минералы. Позаботьтесь и о нормальном водном балансе. Если вы сторонник лечебного голодания, посоветуйтесь с врачом, возможно, у вас есть противопоказания к данному типу оздоровления.

Также следует избегать нервного перенапряжения, стрессовых ситуаций. Если вы замечаете, что в последнее время склонны к депрессивным мыслям, посетите врача - возможно, причина этого кроется не в тяжелой жизни, а в простом дефиците витаминов группы В или Магния.

Дополнительно

Если гипотермия не связана с вашим образом жизни, причиной являются заболевания систем, участвующих в терморегуляции. Это может быть нарушение работы гипоталамуса, сердца и других органов. Самостоятельная диагностика и попытки лечения в данном случае не принесут успешного результата, поэтому стоит обратиться к терапевту, не теряя времени.

Давайте рассмотрим каковы температурные рекорды в мире и те места, где они были зафиксированы. Иными словами эта подборка 10 самых жарких и холодных мест Земли .

Для начала предлагаю рассмотреть самые холодные. Эти места по общему мнению являются самыми холодными на Земле . Бррр – не хотел бы я там жить (:

• Антарктида. Станция Восток.

Принадлежит эта станция, как Вы наверно уже догадались, русским. Именно здесь была зафиксирована самая холодная температура . Знаменательной датой является 21 июля 1983 года, тогда был лютый мороз, а столбик термометра показал рекорд нашей планеты -89,2 ° C . А теперь чуть конкретнее об этом месте: высота над уровнем моря 3,5 километра, станция находится в районе одного из самых больших озер мира: одноименное озеро Восток. Естественно озеро не на поверхности, оно находится подо льдом на глубине 4 километра.

• Канада. Станция Эврика.

Эту исследовательскую станция часто называют самым холодным населенным пунктом в мире . -20 ° C – среднегодовалая температура воздуха, и зимой t обычно опускается до -40 ° C. Эта станция задумана как метеорологическая и была создана в середине прошлого столетия.

• Россия. Якутия. Оймякон.

Ну а это место уже на Севере: 350 км от Северного полярного круга на юг. Здесь был зафиксирован рекорд самой низкой температуры для Северного полушария -71,2 ° С (1926 год). Что подтверждает мемориальная доска, установленная после этого события.

• США. Денали (гора Мак-Кингли).

Эта самая высокая точка Северной Америки. Гора Мак-Кингли – самая холодная на Земле , её высота составляет 6 194 метра.

• Монголия. Улан-Батор.

А это уже самая холодная столица . Высота над уровнем моря составляет 1,3 километра. Термометр очень редко показывает температуру выше -16 ° C в Январе.

Ну чтож, мы побывали в самых “ледяных” местах. Лично мне захотелось сразу выпить чашечку горячего кофе или чая, но это совсем не обязательно делать, ведь дальше мы отправимся с Вами в самые жаркие страны. Ну так давайте продолжим!

Итак, самые жаркие места в Мире .

• Ливия. Эль-Азизия.

Эль-Азизия находится всего-то в часе езды от Средиземного моря. И несмотря на это там очень жарко. Например, 13 сентября 1922 года стояли такие знойные деньки, что столбик термометра неустанно показывал отметку в 57,8 ° C.

• Африка. Эфиопия. Даллол.

Место находится ниже уровня моря на 116 метров. И именно в Даллоле наблюдается рекордно высокая средняя температура воздуха +34,4 ° C. Местность покрыта солью и по природе своей является вулканической, так что здесь ничего не растет и вообще нет ничего живого.

• Ливия. Пустыня Дашти-Лут.

Именно в этой пустыне зафиксирована самая высокая температура на поверхности Земли +70 ° C . Вот он рекорд!! Вот максимальная температура!! кстати о дате: зафиксировать такую температуру здесь смогли 2 раза: в 2004 и в 2005 годах. Эта пустыня одно из самых засушливых мест планеты. Здесь так же нет ничего живого, включая даже бактерий. Представьте себе: там не выживут даже бактерии! А вот дюны там как в сказке: достигают отметки 500 метров в высоту и являются самыми красивыми!

• США. Калифорния. Долина Смерти.

Этой пустыне принадлежит второй рекорд по самой высокой температуре : +56,7 ° C. Средняя летняя температура тут приблизительно +47 ° С. Долина Смерти – самое сухое место США, она окружена горами и расположена на 86 метров ниже уровня моря.

• Таилинд. Бангкок.

Среднегодовалая температура в этом городе +28 ° C. Наиболее жарко здесь с марта по май – средняя температура в этих месяцах +34° C, а если еще и учесть что влажность 90%, то это уж вообще (зря я чашечку горячего кофе выпил все таки (=).

Давайте подведем итоги. Мы побывали в удивительных местах: именно в них были зафиксированы температурные рекорды , самые низкие и самые высокие. Лично я уяснил для себя: не нужно крайностей; и меня, оказывается, вполне устраивает климат того места где я живу, здесь бывает и холодно и жарко, но по сравнению с местами перечисленными выше, в меру.

На днях ученые, работающие на Антарктиде, зафиксировали температурный рекорд – самую низкую температуру за весь период метеонаблюдений.

Новый рекорд составил минус 91,2 градуса. Предыдущий рекорд простоял тридцать лет. В 1983 году на Антарктиде метеорологи зафиксировали температуру минус 89, 2 градуса. Надо отметить, что рекорд 1983 года был зафиксирован советскими исследователями Антарктиды на станции «Восток».

Последний же рекорд установленный природой засвидетельствовали японские полярники на станции "Купол Фудзи" и были подтверждены данными со спутника. Антарктида полностью оправдывает название «полюса холода» - самой холодной части Земли.

Северный Полюс в этом плане значительно уступает южному, там температурный минимум достигал только около минус 70 градусов.

Факт температурного рекорда несколько выбивается из теории глобального потепления земли. Пока в северном полушарии присутствует аномальное тепло, южное полушарие может пострадать от аномального похолодания. Этот факт ученые не отвергают.

Температурный рекорд сорвал и планы одного из наследника короны Великобритании принца Гарри – достичь пешком Южного Полюса. Из-за погодных условий принц и его спутники вынуждены были свернуть мероприятие. Готовился принц к путешествию в морозильной камере с температурой минус 35 градусов, а тут минус девяносто. Не стали рисковать особой королевских кровей.