Niedrigste gemessene Temperaturen auf der Erde. Rekorde in Wissenschaft und Technik. Grenzwerte

bei 10 Billionen Grad Celsius wurde künstlich auf der Erde gewonnen. Der absolute Rekord wurde in der Schweiz bei einem Experiment am Large Hadron Collider aufgestellt. Ratet mal, wo im Universum am meisten ist niedrige Temperatur? Rechts! Auch auf der Erde.

Im Jahr 2000 gelang es einer Gruppe finnischer Wissenschaftler (vom Tieftemperaturlabor der Technischen Universität Helsinki) bei der Untersuchung von Magnetismus und Supraleitung im seltenen Metall Rhodium, eine Temperatur von knapp 100 °C zu erreichen 0.0000000001 Grad über dem absoluten Nullpunkt (siehe Pressemitteilung). Dies ist derzeit die niedrigste Temperatur, die auf der Erde gemessen wurde, und die niedrigste Temperatur im Universum.

Beachten Sie, dass der absolute Nullpunkt die Grenze aller Temperaturen ist oder -273.15… Grad Celsius. Eine solch niedrige Temperatur (-273,15 °C) ist einfach unmöglich zu erreichen. Der zweite Temperaturrückgangsrekord wurde am Massachusetts Institute of Technology aufgestellt. Im Jahr 2003 gelang es ihnen, ultrakaltes Natriumgas zu gewinnen.

Die künstliche Erzielung extrem niedriger Temperaturen ist eine herausragende Leistung. Die Forschung auf diesem Gebiet ist äußerst wichtig für die Untersuchung der Wirkung der Supraleitung, deren Einsatz (wiederum) eine echte industrielle Revolution auslösen kann.

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Ausrüstung zur Erzielung rekordtiefer Temperaturen

Geräte zur Erreichung rekordtiefer Temperaturen bieten mehrere aufeinanderfolgende Kühlstufen. Im zentralen Teil des Kryostats befinden sich ein Kühlschrank zur Erzielung einer Temperatur von 3 mK und zwei atomare Kühlstufen mit der Methode der nuklearen adiabatischen Entmagnetisierung.

Die erste Atomstufe wird auf eine Temperatur von 50 μK abgekühlt, während die zweite Atomstufe mit einer Rhodiumprobe einen Rekordtiefstand erreicht negative Temperatur bereits im Picokelvin-Bereich.

Niedrigste Temperatur in der Natur

Niedrigste Temperatur in der Natur

In der Natur wurde die niedrigste Temperatur im Bumerangnebel gemessen. Dieser Nebel dehnt sich aus und stößt gekühltes Gas mit einer Geschwindigkeit von 500.000 km/h aus. Aufgrund der enormen Freisetzungsgeschwindigkeit wurden die Gasmoleküle auf -271/-272 °C abgekühlt.

Zum Vergleich. Normalerweise in Weltraum die Temperatur sinkt nicht unter -273 °C.

Der Wert von -271 °C ist die niedrigste offiziell gemessene natürliche Temperatur. Und das bedeutet, dass der Bumerangnebel kälter ist als selbst die Reliktstrahlung Urknall.

Der Bumerangnebel liegt relativ nah an der Erde in einer Entfernung von nur 5.000 Lichtjahren. Im Zentrum des Nebels befindet sich ein sterbender Stern, der wie unsere Sonne einst ein Gelber Zwerg war. Dann verwandelte es sich in einen Roten Riesen, explodierte und beendete sein Leben als weißer Zwerg mit einem hyperkalten protoplanetaren Nebel um ihn herum.

Der Bumerangnebel wurde 1998 vom Hubble-Weltraumteleskop detailliert fotografiert. Im Jahr 1995 stellten Astronomen mit dem 15-Meter-Submillimeter-Teleskop der ESO in Chile fest, dass es sich um den kältesten Ort im Universum handelte.

Niedrigste Temperaturen auf der Erde

Niedrigste Temperatur auf der Erde

Die niedrigste natürliche Temperatur auf der Erde, -89,2 °C, wurde 1983 in der Antarktis an der Wostok-Station gemessen. Dies ist ein offiziell registrierter Rekord.

Kürzlich führten Wissenschaftler neue Satellitenmessungen im Bereich der japanischen Fuji-Dome-Station durch. Für die niedrigste Temperatur auf der Erdoberfläche wurde ein neuer Rekordwert von -91,2 °C ermittelt. Allerdings ist dieser Rekord mittlerweile umstritten.

Gleichzeitig behält das Dorf Oymyakon in Jakutien das Recht, als Kältepol auf unserem Planeten zu gelten. In Oimjakon wurde 1938 eine Lufttemperatur von -77,8 °C gemessen. Und obwohl an der Wostok-Station in der Antarktis eine deutlich niedrigere Temperatur (-89,2 °C) gemessen wurde, kann dieser Erfolg nicht als Rekordtief angesehen werden, da die Wostok-Station auf einer Höhe von 3488 Metern über dem Meeresspiegel liegt.

Um die Ergebnisse verschiedener zu vergleichen Meteorologische Beobachtungen Sie müssen auf Meeresspiegel gesenkt werden. Es ist bekannt, dass eine Erhöhung über dem Meeresspiegel die Temperatur deutlich senkt. In diesem Fall herrscht in Oimjakon bereits die niedrigste auf der Erde gemessene Lufttemperatur.

Niedrigste Temperatur in Sonnensystem

Die niedrigste Temperatur im Sonnensystem liegt bei -235 °C auf der Oberfläche von Triton (einem Neptunmond).

Dies ist eine so niedrige Temperatur, dass sich der abgekühlte Stickstoff wahrscheinlich als Schnee oder Frost auf der Oberfläche von Triton absetzen würde. Damit ist Triton der kälteste Ort im Sonnensystem.

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Die niedrigste jemals auf der Erde gemessene Temperatur betrug am 21. Juli 1983 an der Wostok-Station in der Antarktis -89,2 Grad Celsius. Der bisherige Weltrekord von -88,3 °C vom 24. August 1960 an derselben Wostok-Station wurde gebrochen.

Bahnhof Wostok

Wostok ist ein russisches Forschungslabor im mittleren Teil des ostantarktischen Gletschers, etwa 1.300 Kilometer vom geografischen Südpol entfernt.

Dies ist ein Ort, an dem die Sonne im Winter nicht aufgeht. Abgesehen davon, dass es sehr weit am Südpol liegt, ist es auch eine Höhenstation auf 3.420 m, wo die niedrigste Temperatur auf der Erde gemessen wird.

Die Bedingungen, die dazu führten, dass das Hitzekonzept im Juli 1983 auf das außergewöhnlich niedrige Wostok-Niveau sank, waren klare Wolken, begleitet von ruhiger Luft. Vertikales Mischen Die Luft war minimal und einige Zeit lang kein Wind.

Die Wostok-Station ist keine Abweichung vom antarktischen Klimaregime. Am 20. Juli 1968 sank die Temperatur auf einer anderen Höhe der Forschungsbasis, dem Plateau Laboratory, auf -86,2 °C.

Auf der Suche nach der niedrigsten Temperatur

Die sogenannte Heizung am Wostok-Bahnhof ist am meisten niedrige Rate in der Welt nach Beobachtungen seit 1912. Es ist wahrscheinlich, dass es irgendwo auf der Erde noch kälter war, aber es gab damals einfach nicht die Ausrüstung, um richtige Messungen durchzuführen. Schließlich leben nicht viele Menschen unter den härtesten Bedingungen auf der Erde.

Aber Wissenschaftler haben kürzlich eine Wetterstation installiert, wo es ihrer Meinung nach noch kälter wird als an der Wostok-Station.

Im Allgemeinen führt eine Kombination aus Wetter und lokaler Geographie zu extremer Kälte. Am meisten kaltes Wetter gebildet wann klarer Himmel und ruhige Luft. Geografisch gesehen treten die kältesten Temperaturen in der Nähe der Pole und abseits der Ozeane auf. Solche Bedingungen bieten die Hochebenen der Ostantarktis, Ost- und Zentralsibiriens sowie Zentralgrönlands.

Auch in höheren Lagen wird es kälter. Vor ein paar Jahren machten sich Wissenschaftler in der Ostantarktis auf die Suche nach dem Mindestgrad der Erwärmung, der es ihnen ermöglichen würde, den Mindestrekord zu brechen. Die Argus-Kuppel ist die größte Hochpunkt auf dem Kontinent (4093 m) 664 Meter höher über dem „Ostpunkt“, hoch genug, um spürbar kälter zu sein. Im Dome herrscht ruhige Luft und ein klarer Himmel, was bei extremer Kälte notwendig ist.

Im Jahr 2005 errichteten chinesische und australische Wissenschaftler auf der Kuppel eine automatische Wetterstation zur Messung täglicher Werte. Während der ersten fünf Betriebsjahre betrug die kälteste Temperatur, die dort gemessen wurde, im Juli 2005 -82,5 °C, nicht niedrig genug, um einen neuen Rekord aufzustellen.

Fernerkundung durch NASA-Satelliten von 2003 bis 2013 gemessene Oberflächenwerte in unmittelbarer Nähe der Kuppel, entdeckt am 10. August 2010 bei -93,2 °C. Noch einmal fast ebenso kalte -93,0 °C wurden am 13. Juli 2013 gemessen. Die kältesten Temperaturen herrschten in kleinen Senken der Eislandschaft, in denen sich kalte Luft sammelt.

Wenn diese Extremwerte deklariert werden, wird der Rekord von der Weltorganisation für Meteorologie nicht als extremes Wetter- und Klimaereignis anerkannt. Das internationale Komitee zur Überprüfung extremer Wetterbedingungen zählt die durch Fernerkundung gemessenen Werte nicht zu den offiziellen Berichten.

Der Rekord der Wostok-Station in der Antarktis, der mit Standardgeräten und -methoden gemessen wurde, beträgt also immer noch die offiziell niedrigste Temperatur auf der Erde – 89,2 Grad Celsius

Niedrigste Temperatur in Russland

Außerhalb der Antarktis herrschen in Russland die kältesten Temperaturen der Welt. Niedrige Werte In Werchojansk (Russland) wurden an zwei Tagen, dem 5. und 7. Februar 1992, Temperaturen bis zu -67,7 °C gemessen, am 6. Februar 1933 in Oimjakon (Russland). Beide Orte liegen in einer abgelegenen Gegend Ostsibirien. Inoffizielle Berichte aus der Region behaupten, dass sogar noch niedrigere Temperaturen von bis zu -77,8 °C erreicht wurden.

Besonders auffällig an Werchojansk und Oimjakon ist, dass es sich hier im Gegensatz zu anderen Orten mit den niedrigsten Temperaturen der Welt nicht um moderne Forschungsstationen, sondern um jahrhundertealte Dörfer mit mehreren hundert ständigen Einwohnern handelt. Niedrigste Temperatur in Russland in diesen Dörfern aufgezeichnet.

Kälteste Temperatur in der westlichen Hemisphäre

Auf der anderen Seite Globus In der westlichen Hemisphäre wurde die kälteste gemessene Lufttemperatur in Grönland gemessen. Im Arktischen Ozean einer Forschungsstation verzeichneten Wissenschaftler der British Ice Expedition im Norden Grönlands am 9. Januar 1954 einen Tiefstwert von -66,1 °C. In nur zwei Wintern von 1952 bis 1954 wurde im Arktischen Ozean festgestellt, dass die Temperatur 16 Tage lang unter -59,4 °C sank.

• Die niedrigste offiziell gemessene Temperatur auf der Erde

• Wostok-Station, Antarktis -89,2 °C – 21. Juli 1983
• Wostok-Station, Antarktis -88,3 °C – 24. August 1960
• Plateau-Station, Antarktis -86,2 °C – 20. Juli 1968
• Argus Dome, Antarktis -82,5 °C – 12. Juli 2005
• Werchojansk, Russland -67,8 °C – 5. Februar 1892
• Werchojansk, Russland -67,8 °C – 7. Februar 1892
• Oimjakon, Russland -67,8 °C – 6. Februar 1933
• Nördlich arktischer Ozean, Grönland -66,1 °C – 9. Januar 1954

Russland ist durch sehr große Temperaturunterschiede gekennzeichnet. Typisch für die Regionen sind die niedrigsten Temperaturen Fernost. Hier befindet sich der „Kältepol“, für den niedrige Temperaturen ein völlig natürliches Phänomen sind.

Russland nimmt 1/8 der Landmasse ein. Hier ist der tiefste See der Welt, der tiefste langer Fluss in Europa und der kälteste Ort der Erde. Wetteraufzeichnungen für Fernost sind keine Seltenheit. Die niedrigste Temperatur wurde im Bereich des Flusses Indigirka gemessen. Die Celsius-Marke erreichte hier minus 78 Grad. Dieser Indikator ist der Maximalwert.

Das kälteste Siedlungen Russische Föderation- das sind Oimjakon und Werchojansk. Die am Fluss Jana in Jakutien gelegene Stadt Werchojansk ist relativ klein. Es leben nur tausend Menschen darin. Am 15. Januar 1885 erreichte die niedrigste Lufttemperatur hier -67 Grad. Es ist nicht einfach, den schrecklich kalten und frostigen Winter hier zu überstehen. Tiere und Vögel erfrieren. Auch die Bewohner leiden. Die Menschen sind gezwungen, ihre Öfen und Vorräte anzuzünden große Menge Brennholz Der Sommer in Werchojansk ist kurz, aber manchmal kann es sehr heiß sein. Maximale Temperatur erreicht +37 Grad. Deshalb hält Russland einen weiteren Rekord – den größten Temperaturunterschied innerhalb eines Landes.

Im Jahr 1964 wurde dem Dorf Oymyakon in Jakutien der Status eines Kältepols zuerkannt. In diesem Jahr erreichte die niedrigste Temperatur -71 Grad Celsius. In solchen Wintern verlassen die Bewohner der nördlichen Städte des Fernen Ostens ihre Häuser praktisch nicht. Niedrige Temperaturen sind in dieser Region durchaus üblich. Trotz aller Schwierigkeiten, die Menschen bei so starkem Frost erleben, kann sich niemand ein Leben ohne Schnee und Winterspaß vorstellen. Troika- und Schlittenfahrten sind hier nach wie vor beliebt.

Am 21. Juli 1983 wurde auf der antarktischen sowjetischen Forschungsstation „Wostok“ eine Rekordtemperatur gemessen. In diesem Jahr zeigte das Thermometer -89 Grad. Dies ist die niedrigste Temperatur, die jemals auf der Erde gemessen wurde. Was die niedrigste Temperatur im europäischen Teil Russlands betrifft, liegt der Rekordwert im Dorf Ust-Schtschuger. 1978 sank die Lufttemperatur hier auf -58 Grad Celsius.

Obwohl Russland die kältesten Orte auf dem Planeten hat, ist es hier im Sommer ziemlich heiß. Somit betrug die in Kalmückien erreichte absolute Höchsttemperatur +45 Grad. Ein weiteres Merkmal sind Schwankungen bei extremen Temperaturen Wetterverhältnisse Russland. Dieser Unterschied beträgt etwa 60 Grad und ist ein Rekord. Zweifellos ist die Temperatur verschiedene Regionen und Regionen des Landes ist unterschiedlich und hängt von vielen Faktoren ab. Zunächst einmal ihre geografische Lage.

Menschen, die es gewohnt sind, darin zu leben extreme Bedingungen, sie schauen nicht mehr oft auf das Thermometer. In den Städten Werchojansk und Oimjakon sind Wintertemperaturen von -50 Grad üblich. Die niedrigsten Temperaturen zwingen die Bewohner dazu, die Herausforderung der Natur anzunehmen und allen Widrigkeiten zum Trotz den rauen Elementen zu widerstehen.

Es ist wunderbar aber die höchste Temperatur im Universum bei 10 Billionen Grad Celsius wurde künstlich auf der Erde gewonnen. Der absolute Temperaturrekord wurde am 7. November 2010 in der Schweiz während eines Experiments am Large Hadron Collider – LHC (dem leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger der Welt) aufgestellt.

Im Rahmen des Experiments am LHC Wissenschaftler haben sich die Aufgabe gestellt, Quark-Gluon-Plasma zu gewinnen, das das Universum in den ersten Momenten seiner Entstehung nach dem Urknall füllte. Zu diesem Zweck kollidierten Wissenschaftler mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit mit Strahlen von Bleiionen mit kolossaler Energie. Als schwere Ionen kollidierten, traten „kleine große Explosionen“ auf – dichte, feurige Kugeln mit einer so monströsen Temperatur. Bei solchen Temperaturen und Energien schmelzen die Atomkerne buchstäblich und bilden eine „Suppe“ aus den Quarks und Gluonen, aus denen sie bestehen. Als Ergebnis wurde unter Laborbedingungen Quark-Gluon-Plasma mit der höchsten Temperatur seit der Entstehung des Universums erhalten.

Vorher in keinem Experiment So etwas Undenkbares ist Wissenschaftlern noch nie gelungen hohe Temperatur. Zum Vergleich: Die Zerfallstemperatur von Protonen und Neutronen beträgt 2 Billionen Grad Celsius, die Temperatur Neutronenstern, die unmittelbar nach einer Supernova-Explosion entsteht, beträgt 100 Milliarden Grad.

Über der Temperatur der Sterne

Entsprechend Gemäß der Morgan-Keenan-Spektralklassifikation werden alle Sterne nach Leuchtkraft, Größe und Temperatur in die folgenden Klassen eingeteilt:
O - Blaue Riesen - 30.000-60.000 gr. Kelvin (Wega)
B - weißblaue Riesen 10.000-30.000 gr. Kelvin (Sirius)
A - Weiße Riesen 7500-10000 gr. Kelvin (Altair)
F - gelb-weiße Sterne 6000-7500 gr. Kelvin (Capella)
G - Gelbe Zwerge 5000-6000 gr. Kelvin (Sonne)
K - Orangensterne 3500-5000 gr. Kelvin (ich kenne kein Beispiel)
M - Rote Riesen 2000-3500 gr. Kelvin (Antares)

Unsere liebe Sonne Er ist ein Gelber Zwerg und hat eine Kerntemperatur von 50 Millionen Grad. Somit war die Temperatur des resultierenden Quark-Gluon-Plasmas 200.000 Mal höher als die Temperatur des Sonnenkerns. Gleichzeitig herrscht im umgebenden Raum meist reine Kälte Durchschnittstemperatur Das Universum liegt nur 0,7 Grad über dem absoluten Nullpunkt.

Aber warum erzeugen die Kollisionen von Bleiionen so hohe Temperaturen?

Es geht um die Ladung der Teilchen. Je größer es ist, desto größer ist die Energie, auf die das Teilchen im Beschleunigerfeld beschleunigt wird. Darüber hinaus ist das Ion selbst ein ziemlich großes Objekt. Wenn solche Teilchen also kollidieren und sogar auf enorme Energien beschleunigt werden, entsteht eine Substanz mit einer fantastischen Temperatur.

Von ihnen (Ionen) geht übrigens keine Gefahr aus, da die Menge der überhitzten Substanz sehr gering ist, weniger als ein Atom.

Bisheriger Rekord - 4 Billionen Die im Brookhaven National Laboratory (USA) installierten Studiengänge hielten nur ein paar Monate. Dazu wurden Goldionen in einem Collider kollidieren lassen. Doch schon damals sagten viele Wissenschaftler voraus, dass der LHC diesen Rekord übertreffen würde, da Bleiionen viel schwerer sind als Goldionen.

Von Wissenschaftlern erhalten Die Rekordtemperatur von 10 Billionen Grad Celsius dauerte nur wenige Millisekunden, doch in dieser Zeit wurden so viele interessante Daten gewonnen, dass die Analyse mehrere Jahre dauerte. Es wurden viele Messungen durchgeführt und die gewonnenen Daten immer wieder abgeklärt und überprüft. Sobald sicher war, dass Quark-Gluon-Plasma erhalten worden war, wurden verschiedene Indikatoren in Druck und Rekordtemperatur umgerechnet.

Während Wenige Mikrosekunden nach dem Urknall bestand das Universum aus einem ähnlichen Quark-Gluon-Plasma, bei dem es sich nicht um ein ionisiertes Gas, sondern um eine Flüssigkeit ohne Viskosität handelt, die nahezu ohne Reibung fließt. Später (beim Abkühlen) verbinden sich die Quarks zu Neutronen und Protonen, aus denen die Atomkerne entstehen.

Was weiter?

Physiker sind sich sicher dass sie mit Hilfe des LHC den Moment vor der Verdichtung des Plasmas zu Hadronen und den Moment vor der Entstehung eines Ungleichgewichtszustands zwischen Materie und Antimaterie einfangen konnten (sonst wäre unser Universum nur mit reiner Energie gefüllt). Die laufende Forschung ermöglicht es uns daher, die Prozesse, die in den frühen Stadien der Weltraumentwicklung abliefen, besser zu verstehen. Letztlich hoffen die Wissenschaftler, dem Verständnis noch näher zu kommen, wie und warum existierende Materie aus einer Masse homogener Quark-Gluon-„Suppe“ entstanden ist.

Entstehung Ein so besonderer Materiezustand wie das Quark-Gluon-Plasma ist eine Schlüsselvorhersage der Quantenchromodynamik. Demnach werden Wissenschaftler, wenn es ihnen gelingt, die Bedingungen immer früherer Momente in der Entwicklung unseres Universums nachzubilden, sehen, wie die sogenannte starke Kraft, die Neutronen und Protonen im Atomkern hält, zunichte gemacht wird.

Jetzt mithilfe eines am Tank installierten Detektors ALICE Mit einem Gewicht von 10.000 Tonnen werden Wissenschaftler in der Lage sein, die Bedingungen im Universum zu untersuchen, nur eine Millisekunde nach dem Urknall, der ihm seinen Anfang gab.

Es ist schwer vorstellbar, welche weiteren Entdeckungen die Menschheit vor sich hat.

Kürzlich verzeichneten in der Antarktis arbeitende Wissenschaftler einen Temperaturrekord – die niedrigste Temperatur im gesamten Zeitraum meteorologischer Beobachtungen.

Der neue Rekord lag bei minus 91,2 Grad. Der bisherige Rekord lag bei dreißig Jahren. Im Jahr 1983 verzeichneten Meteorologen in der Antarktis eine Temperatur von minus 89,2 Grad. Es sei darauf hingewiesen, dass der Rekord von 1983 von sowjetischen Forschern in der Antarktis an der Wostok-Station aufgezeichnet wurde.

Der jüngste Naturrekord wurde von japanischen Polarforschern an der Fuji-Dome-Station bestätigt und durch Satellitendaten bestätigt. Die Antarktis macht ihrem Namen „Kältepol“ alle Ehre – der kälteste Teil der Erde.

Der Nordpol ist in dieser Hinsicht dem Südpol deutlich unterlegen Temperaturminimum erreichte nur etwa minus 70 Grad.

Tatsache Temperaturaufzeichnung etwas außerhalb der Theorie globale Erwärmung Land. Während es auf der Nordhalbkugel vorkommt ungewöhnliche Hitze, Südlichen Hemisphäre kann unter ungewöhnlich kaltem Wetter leiden. Wissenschaftler leugnen diese Tatsache nicht.

Der Temperaturrekord durchkreuzte auch die Pläne eines der Erben der britischen Krone, Prinz Harry, ihn zu Fuß zu erreichen. Südpol. Aufgrund der Wetterbedingungen mussten der Prinz und seine Begleiter die Veranstaltung absagen. Der Prinz bereitete sich in einem Gefrierschrank mit einer Temperatur von minus 35 Grad auf die Reise vor, aber hier waren es minus neunzig Grad. Mit jemandem königlichen Blutes gingen sie kein Risiko ein.