Skönhet

Rekord inom vetenskap och teknik. Gränsvärden

I senaste åren Klimatet har förändrats mycket, och inte bara i riktning mot uppvärmningen. Sådana förändringar sker särskilt märkbart i zoner med skarpt kontinentalt klimat. Här är somrarna omöjligt varma, vintrarna mycket frostiga. Låt oss leta efter svar på frågorna: var är mest låg temperatur på jorden? Var är det som kallast?

Klimatet på norra halvklotet på 1800-talet

Det verkar som att kallaste borde vara Northern och Sydpolen, som längst bort från ekvatorn. I verkligheten är det inte så enkelt.

Det finns flera bosättningar på norra halvklotet som med rätta kan kallas "poler av kyla". Alla är belägna i Ryssland. Och detta är inte förvånande, eftersom det äger en stor del av de norra territorierna.

För länge sedan, på 1800-talet, i en av dessa byar (Verkhoyansk) registrerades en kritisk temperatur - 63,2 minusgrader. Den ligger i nordostlig riktning från Yakutsk, 650 kilometer därifrån. I samma område registrerades i januari 1885 en ännu större minustemperatur - 67,8 grader. På den tiden var detta den lägsta temperaturen på jorden.

Verkhojansk vid den tiden var en exilplats för politiska fångar. Mätningarna utfördes, som väntat, vid en utrustad väderstation av en av de politiska exilerna, I. A. Khudyakov. I detta avseende finns det i Verkhoyansk ett monument som kallas "Pole of Cold". Det finns också ett intressant hembygdsmuseum som heter Ulus med samma namn.

1900-talets frost, modernitet

I mitten av 1900-talet gjordes temperaturmätningar i Oymyakon, en by som ligger strax söder (4 grader) om Verkhojansk. Detta gjordes av S.V. Obruchev (son till författaren till verken "Sannikov's Land" och "Plutonium"). Enligt hans data visade det sig att ett minusmärke på 71,2 grader är möjligt här. Och detta var den lägsta temperaturen på jorden vid den tiden.

Oymyakon-sänkan ligger högre i nivå än Verkhojansk-sänkan. Dessutom är det omgivet av berg som fångar frostig och torr luft i sänkan. En sådan temperatur har dock inte observerats i praktiken. Och ändå blev Oymyakon känd som den frostigaste platsen.

Oymyakon. Kampen om titeln "Pole of Cold"

Faktum är att Obruchevs beräkningar gjordes nära en annan by - Tomtor, som ligger 30 kilometer från Oymyakon. Sedan nästan allt geografiska särdrag Denna region (platåer, fördjupningar, etc.) kallas Oymyakon, vilket är anledningen till att Oymyakon blev så berömd.

I själva Tomtor noterade väderstationen redan i februari 1933 ett temperaturmärke på minus 67,7 grader. Det vill säga tills rekordet för den lägsta temperaturen på jorden (Verkhoyansk, 1885) slås med en eftersläpning på 0,1 grader. Tomtorborna tror själva att väderstationen byggdes senare, när klimatuppvärmningen började inträffa. Annars hade de med största sannolikhet slagit rekordet för länge sedan.

Baserat på genomsnittliga temperaturer under 15 år i Verkhojansk lägsta temperatur var bara minus 57, och i Tomtor var det minus 60,0 grader. Och enligt de absoluta minimivärdena för samma tidsperiod är temperaturerna som följer: Verkhoyansk - 61,1 och Tomtor - 64,6 grader. Det visar sig att det är kallare i Tomtor än i Verkhojansk.

Oymyakon väderstation, på grund av rekorddata, noteras i Guinness Book. Men Yakut-myndigheterna ändrade allt. De bestämde och erkände Verkhojansk som "kylans pol". Kanske för att locka fler turister.

Vostok station. Lägsta temperatur på jorden

Prestationerna från de ovan nämnda Verkhoyansk och Tomtor bleknar i jämförelse med temperaturvärdena för Vostok-stationen, belägen i östra Antarktis. Detta är den verkliga "Kyldens pol".

Denna station ligger på en höjd av nästan 3,5 kilometer över havet, på själva iskupolen. Där noterades den lägsta temperaturen – minus 89,2 grader. Det här är fantastiskt! Även på sommaren håller sig temperaturen här mellan 20-40 minusgrader! Det är värt att känna och se det för att förstå vad verklig kyla betyder.

Östra Antarktis har de kallaste temperaturerna på jorden.

Dashti Lut, Libyens öken

Den hetaste luften på jorden registrerades 2005 i Libyen i Dashti Lut-öknen. Termometern visade plus 70 grader Celsius.

Vid denna temperatur kan du laga mat utan att använda eld, eftersom ytorna på föremål blir så varma i solen att du säkert kan steka ägg på dem. Och det är omöjligt att gå barfota på marken. Luften även i skuggan värms upp till 60 grader.

Det finns en annan öken i Libyen - Al Azizia. I september 1922 noterades en positiv temperatur på 57,8 grader på den.

Det finns Death Valley i USA. Det mesta varm temperatur runt 56,7 grader. A medeltemperatur Sommaren här är +47 grader.

Universum. Den kallaste platsen

Den lägsta temperaturen i universum är i Boomerangnebulosan. Man tror att detta är den kallaste platsen i hela universum. Dess temperatur är minus 272 °C. Detta trots att minus 273°C tas som lägsta temperatur - den lägsta accepterade gränsen av alla temperaturer.

Var kommer denna temperatur ifrån? Vad händer?

I mitten av denna nebulosa finns en döende stjärna, som under de senaste 1 500 åren har släppt ut gaser i form av vind, som rör sig med en ofattbart hög hastighet på 500 000 kilometer i timmen. Gasen som kommer ut ur nebulosan kyls på samma sätt som luften som människor andas ut. Temperaturen på själva gasen är två grader högre lägre temperatur platser där det sedan expanderar. På grund av snabb expansion kyldes den till 272 Celsius.

Denna fantastiska nebulosa fick sitt namn på grund av dess likhet i utseende med en bumerang, även om man tror att den ser mer ut som en fjäril. Detta beror på det faktum att australiensiska forskare som upptäckte denna plats 1980 inte hade så kraftfulla teleskop som de har nu och bara såg isolerade fragment av nebulosan. Det moderna Hubble-teleskopet tog den mest exakta bilden.

Således är de platser på jorden som har högst och lägst temperaturer den libyska Dashti Lut-öknen respektive östra Antarktis. Och det finns ingen gräns för sådana naturfenomen.

Den rekordlåga temperaturen för alla tider som registrerats på jorden registrerades i Antarktis den rysk station Vostok 21 juli 1983 Temperaturen -89,2 °C mättes av polarforskare och registrerades i observationsloggen. Detta rekord på länge blev inte slagen. I december 2013, 30 år senare, rapporterade amerikanska forskare upptäckten av ett område i Antarktis där temperaturerna ofta är under rekordnivåer. Enligt dem kan temperaturen i detta område nå extrema värden på upp till -93,2 °C.

Enligt de senaste uppgifterna från NASA är området med de kallaste temperaturerna högt i bergen i Antarktis mellan Argus- och Fuji-topparna på den östra Antarktiska platån. Forskning och mätningar utfördes med hjälp av satelliten Landset 8.

Antagandet att det finns områden i Antarktis med temperaturer under det registrerade minimum uppstod bland amerikanska forskare efter att en noggrann noggrann undersökning av den östra platån avslöjade fel i snödynerna. I det första skedet av forskningen utfördes mätningar från satelliter med MODIS-spektroradiometer (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) och den mycket känsliga AVHRR-radiometern (Advanced Very High Resolution Radiometer). Extremt låga temperaturer registrerades längs den 620 mil långa åsen mellan Mount Argus och Mount Fuji, och ännu lägre temperaturer registrerades i fickorna på åsen. Sedan fortsatte mätningarna av den mer känsliga TIRS (Thermal Infrared Sensor) infraröd radiometer installerad ombord på den nya Landset 8-satelliten. Den användes för att mäta den lägsta temperaturen på jorden.

[Bild från NASA:s webbplats]

Forskare försökte inte bara registrera den låga temperaturen utan också förklara dess ursprung. Det har observerats att temperaturen sjunker snabbt under klar himmel när jorden släpper ut värme i rymden. Detta skapar ett lager av superkyld luft vid topparna ovanför ytan av snö och is. Detta lager är tätare och tyngre, så det kan glida från topparna till platån, varefter luften kommer in i åsens fickor, som i en fälla, och svalnar ännu mer. Faktum är att forskare har upptäckt inte bara punkter, utan en hel högbergsregion i Antarktis, där temperaturen ofta når extremt låga värden.

Det bör dock noteras att den lägsta temperaturen på jorden -93,2 °C inte ingår i Guinness rekordbok, eftersom mätningarna utfördes med en beröringsfri metod från Landsat 8-satelliten och inte med en kontakt termometer. (Frågan uppstår dock: var kontakttermometern som användes för att mäta temperaturen vid Vostok-basen noggrant kalibrerad?). Nya data om extrema temperaturer på jorden har dock bekräftat förekomsten av mycket kalla zoner i Antarktis.

Lite information om Landset 8. Forskningssatelliten Landset 8 är designad för att göra mer än att bara mäta temperaturen på jordens yta. Den lanserades den 11 februari 2013 och tar nu cirka 550 bilder av jordens yta på en dag. hög upplösning. Dessutom behandlar USGS bilderna, arkiverar dem och distribuerar dem på Internet helt gratis. Med Landset 8 är det nu möjligt att spåra eventuella ändringar relaterade till naturfenomen och mänsklig aktivitet. För att lära dig mer om tillståndet på vår planet, besök Landset 8-webbplatsen.

Det är fantastiskt men den högsta temperaturen i universum vid 10 biljoner grader Celsius erhölls på konstgjord väg på jorden. Det absoluta temperaturrekordet sattes den 7 november 2010 i Schweiz under ett experiment vid Large Hadron Collider – LHC (världens kraftfullaste partikelaccelerator).

Som en del av experimentet vid LHC Forskare satte uppgiften att erhålla kvarg-gluonplasma, som fyllde universum i de första ögonblicken av dess uppkomst efter Big Bang. För detta ändamål, med en hastighet nära ljusets hastighet, kolliderade forskare strålar av blyjoner med kolossal energi. När tunga joner kolliderade började "ministora explosioner" dyka upp - täta eldiga sfärer som hade en så monstruös temperatur. Vid sådana temperaturer och energier smälter atomernas kärnor bokstavligen och bildar en "soppa" av deras kvarkar och gluoner. Som ett resultat, i laboratorieförhållanden och en kvarg-gluonplasma med den högsta temperaturen sedan universums ursprung erhölls.

Innan detta, i inget experiment Forskare har ännu aldrig lyckats uppnå en så ofattbart hög temperatur. Som jämförelse: temperaturen för sönderfallet av protoner och neutroner är 2 biljoner grader Celsius, temperaturen på en neutronstjärna, som bildas direkt efter en supernovaexplosion, är 100 miljarder grader.

Över stjärnornas temperatur

Enligt Enligt Morgan-Keenans spektralklassificering är alla stjärnor indelade i följande klasser efter ljusstyrka, storlek och temperatur:
O - blå jättar - 30 000-60 000 gr. Kelvin (Vega)
B - vit-blå jättar 10000-30000 gr. Kelvin (Sirius)
A - vita jättar 7500-10000 gr. Kelvin (Altair)
F - gul-vita stjärnor 6000-7500 gr. Kelvin (Capella)
G - gula dvärgar 5000-6000 gr. Kelvin (sol)
K - orange stjärnor 3500-5000 gr. Kelvin (jag vet inget exempel)
M - röda jättar 2000-3500 gr. Kelvin (Antares)

Vår kära sol Det är en gul dvärg och har en kärntemperatur på 50 miljoner grader. Således var temperaturen på den resulterande kvarg-gluonplasman 200 tusen gånger högre än temperaturen på solkärnan. Samtidigt råder vanligtvis orörd kyla i det omgivande utrymmet, eftersom universums medeltemperatur bara är 0,7 grader över absolut noll.

Men varför ger kollisioner av blyjoner så höga temperaturer?

Allt handlar om partiklarnas laddning. Ju större den är, desto större energi till vilken partikeln accelereras i kolliderfältet. Dessutom är jonen i sig ett ganska stort föremål. Därför, när sådana partiklar kolliderar, och till och med accelereras till enorma energier, föds ett ämne med en fantastisk temperatur.

Förresten, de (jonerna) utgör ingen fara, eftersom mängden överhettat ämne är mycket liten, mindre än en atom.

Tidigare rekord - 4 biljoner grader, installerade vid Brookhaven National Laboratory (USA), varade bara ett par månader. För att göra detta kolliderade guldjoner i en kolliderare. Men även då förutspådde många forskare att LHC skulle överträffa detta rekord, eftersom blyjoner är mycket tyngre än guldjoner.

Erhållen av forskare rekordtemperaturen på 10 biljoner grader Celsius varade bara några millisekunder, men under denna tid erhölls så mycket intressant data att det tog flera år att analysera det. Många mätningar utfördes och de erhållna uppgifterna förtydligades och dubbelkontrollerades upprepade gånger. När man väl var säker på att kvarg-gluonplasma hade erhållits räknades olika indikatorer om till tryck och rekordtemperatur.

För några mikrosekunder efter Big Bang Universum bestod av en liknande kvarg-gluonplasma, som inte är en joniserad gas, utan snarare en vätska utan viskositet och som flyter nästan friktionsfritt. Senare (när de svalnar) kombineras kvarkarna till neutroner och protoner, och från dem uppstår atomkärnor.

Vad händer härnäst?

Fysiker är säkra att de med hjälp av LHC kunde fånga ögonblicket innan plasman kondenserades till hadroner och ögonblicket innan ett icke-jämviktstillstånd mellan materia och antimateria skapades (annars skulle vårt universum bara fyllas med ren energi). Den pågående forskningen tillåter oss således att bättre förstå de processer som ägde rum i tidiga stadier rymdutveckling. I slutändan hoppas forskarna komma ännu närmare att förstå hur och varför existerande materia uppstod ur en massa av homogen kvarg-gluon "soppa".

Uppkomst Detta speciella tillstånd av materia, kvarg-gluonplasman, är en nyckelförutsägelse av kvantkromodynamiken. Enligt den, när forskare lyckas återskapa förhållandena från tidigare och tidigare ögonblick i vårt universums utveckling, kommer de att se hur den så kallade starka interaktionen håller neutroner och protoner inuti atomkärnan, kommer att gå till intet.

Nu med hjälp av en detektor installerad på tanken ALICE väger 10 tusen ton, forskare kommer att kunna studera de förhållanden som fanns i universum bara en millisekund efter Big Bang som gav det dess början.

Det är svårt att ens föreställa sig vilka andra upptäckter som väntar mänskligheten framåt.

Låt oss titta på vad temperaturrekord i världen och de platser där de spelades in. Det här urvalet är med andra ord 10 hetaste och kallaste platserna på jorden.

Till att börja med föreslår jag att överväga de kallaste. Dessa platser anses i allmänhet vara den kallaste på jorden. Brrr – jag skulle inte vilja bo där (:

Antarktis. Vostok station.

Den här stationen tillhör, som du säkert redan gissat, ryssarna. Det var här det spelades in mest kall temperatur . Viktigt datumär den 21 juli 1983, då var det hård frost, och termometern visade vår planets rekord -89,2 °C. Och nu lite mer specifikt om denna plats: höjden över havet är 3,5 kilometer, stationen ligger i området för en av de mest stora sjöar värld: Lake Vostok med samma namn. Naturligtvis är sjön inte på ytan, den ligger under isen på ett djup av 4 kilometer.

Kanada. Eureka station.

Denna forskningsstation kallas ofta den kallaste lokalitet i världen. -20 ° C är den genomsnittliga årliga lufttemperaturen, och på vintern sjunker den vanligtvis till -40 ° C. Denna station är avsedd som en meteorologisk station och skapades i mitten av förra seklet.

Ryssland. Yakutia. Oymyakon.

Tja, denna plats ligger redan i norr: 350 km från Severny Polcirkeln söderut. Spelades in här lägsta temperaturrekord för norra halvklotet -71,2°C (1926). Detta bekräftas av minnestavlan som installerades efter denna händelse.

USA. Denali (Mount McKingley).

Den här höjdpunkt Nordamerika. Mount McKingley är den kallaste på jorden, dess höjd är 6 194 meter.

Mongoliet. Ulaanbaatar.

Och det här är redan den kallaste huvudstaden. Höjden över havet är 1,3 kilometer. Termometern visar mycket sällan temperaturer över -16 ° C i januari.

Jo, vi besökte de mest "isiga" platserna. Själv ville jag omedelbart dricka en kopp varmt kaffe eller te, men det är inte alls nödvändigt, för då åker vi med dig till de hetaste länderna. Nåväl, låt oss fortsätta!

Så, hetaste platserna i världen.

Libyen. El Azizia.

Al Aziziyah ligger bara cirka en timmes bilresa från Medelhavet. Och trots detta är det väldigt varmt där. Till exempel, den 13 september 1922, var dagarna så varma att termometern outtröttligt visade 57,8 ° C.

Afrika. Etiopien. Dallol.

Platsen ligger 116 meter under havet. Och det är i Dallol det observeras rekordhög medeltemperatur+34,4 ° C. Området är täckt av salt och är vulkaniskt till sin natur, så inget växer här och det finns inget levande alls.

Libyen. Dashti-Lut öknen.

Det var i denna öken som det spelades in högsta temperaturen på jordens yta +70°C. Det här är rekord!! Här maximal temperatur!! Förresten, om datumet: de kunde registrera en sådan temperatur här två gånger: 2004 och 2005. Denna öken är en av de torraste platserna på planeten. Det finns inte heller något som lever här, inklusive bakterier. Föreställ dig bara: inte ens bakterier kan överleva där! Men sanddynerna där är som i en saga: de når 500 meters höjd och är vackrast!

USA. Kalifornien. Death Valley.

Denna öken tillhör den andra rekord för högsta temperatur: +56,7 ° C. Medel sommartemperatur här är det cirka +47 ° C. Death Valley är som mest torr plats USA, det är omgivet av berg och ligger 86 meter under havsytan.

Thailand. Bangkok.

Den genomsnittliga årstemperaturen i denna stad är +28 ° C. Den varmaste tiden här är från mars till maj - medeltemperaturen under dessa månader är +34 ° C, och om du också tar hänsyn till att luftfuktigheten är 90 %, då detta är i allmänhet (förgäves jag drack en kopp varmt kaffe allt fortfarande (=).

Låt oss sammanfatta. Vi besökte fantastiska platser: det var i dem som de spelades in temperaturrekord, den lägsta och den högsta. Personligen insåg jag själv: det finns inget behov av ytterligheter; och det visar sig att jag är ganska nöjd med klimatet på den plats där jag bor, det kan vara både kallt och varmt här, men i jämförelse med de platser som anges ovan, med måtta.

Vi vet att den lägsta möjliga temperaturen är -273,15 °C. Vid denna temperatur stannar rörelsen av partiklar och emitteras av dem termisk energi blir lika med noll. Det måste förmodligen finnas en punkt bortom vilken partiklarna inte längre kommer att kunna frigöra mer termisk energi, efter att ha nått sitt maximum.

Modern fysik tror att denna punkt ligger på en nivå av 1,41679 × 10 32 K (Kelvins) och kallas Planck-temperaturen. Detta är exakt vad universums temperatur var under de första bråkdelen av sekunder efter Big Bang.

Hur konverterar man Kelvin till Celsius?

Inom fysiken är det bekvämt att mäta temperaturen i Kelvin, vilket inte innebär närvaron av en negativ temperaturskala, det vill säga absolut noll här är lika med noll. För att representera temperaturen i grader Celsius, som är mer bekant för oss, räcker det att känna till formeln som används för att beräkna temperaturen i Kelvin. T K (temperatur i Kelvin) = T C (temperatur i Celsius) + T 0 (konstant lika med 273,15). Med andra ord, för att omvandla Kelvin till Celsius räcker det att subtrahera talet 273,15 från Kelvin. till exempel, 1000 K = 1000 - 273,15 = 726,85 °C.

Givet formeln för att omvandla Kelvin till grader Celsius kan vi representera Planck-temperaturen i grader Celsius som 1,41679 * 10(32)-273,15 °C. Säkert, denna bedömning beräknat teoretiskt och baserat på det faktum att om materia som värmts upp till Planck-temperaturen ges mer energi, kommer detta inte att leda till en ökning av partiklarnas hastighet och, som en konsekvens, en ökning av temperaturen. Men det kommer att orsaka uppkomsten av nya partiklar under kaotiska kollisioner av befintliga, vilket kommer att leda till en ökning av massan av materia. Men låt oss föreställa oss att materia, uppvärmd till Planck-temperaturen, fortfarande ges mer energi för att försöka värma den ännu mer. I det här fallet väntar hela universum... och ingen vet vad som väntar universum efter att ha passerat Planck-temperaturpunkten. Troligt, gravitationsinteraktion mellan partiklar av upphettad materia kommer att bli så stark att den blir lika med de andra tre interaktionerna: elektromagnetisk, stark och svag. Inte en enda fysisk teori som finns idag kan beskriva vår världs fysik.

Men låt oss återvända från kosmiska angelägenheter till jordiska angelägenheter. I mina försök att nå maximalt möjlig temperatur inom laboratorier en person etablerad temperaturrekord på en nivå av cirka 5,5 biljoner Kelvin, vilket kan skrivas som 5 * 10 12 K. Naturligtvis värmde forskarna inte en bit järn till denna ofattbara temperatur - det skulle helt enkelt inte finnas tillräckligt med energi för det. Denna temperatur registrerades under ett experiment vid Large Hadron Collider under kollisionen av blyjoner vid nästan ljushastigheter.