Température maximale de l'Univers

[invitef404d535]

Bonsoir à toutes et à tous,
En cours de Physique-Chimie (4ème) tout à l'heure j'ai vu la relation à l'échelle moléculaire entre vitesse de déplacement et température. Sachant qu'on ne peut dépasser le zéro absolu (j'entends par dépasser "aller en dessous-de" bien entendu), y-a t-il une température inverse à celle du zéro absolu, et ce, pas seulement à l'échelle moléculaire mais à celle des particules élémentaires ?

J'ai cherché sur Internet une telle notion et j'ai trouvé la "Température de Planck" correspondant à 10 (exposant) 32 °K, mais j'aimerais vérifier ce résultat par une équation qui formulerait les diverses choses que j'ai abordé au-dessus. Je n'y ai pas encore vraiment réfléchi mais elle devrait être modifiable en fonction de la masse de l'objet dont on veut mesurer la température maximale pouvant être atteinte.

J'aimerai utiliser pour mon premier exemple un photon vu qu'il n'a pas de masse et que l'on connait déjà sa vitesse maximale (pour rappel 299 792 458 m / s) qui ne peut donc pas être dépassée dans l'Univers. Reste à connaître la relation proportionnelle entre agitation (vitesse) et température.

Désolé si je me suis mal exprimé, j'espère que c'est compréhensible. Merci de votre lecture et bonne soirée.
-----

[maxwellien]

Bonjour, l'expérience n'a pas validé pour le moment la température de planck.
Il semblerai qu'il ny ai pas de limite au température extrême chaude.
La vitesse d'agitation thermique des particules peuvent aller asymptotiquemen jusqu'à la vitesse de la lumière.

[flyylf]

Bonjour,

La température de Planck est bien une limite maximale de température théorique fixée par nos théories actuelles (mécanique quantique et relativité générale).
La température d'un "objet" est connue par son rayonnement (corps noir) soit par sa longueur d'onde. Pour une température de Planck, la longueur d'onde atteint la longueur limite de Planck; Il ne peut ainsi exister une longueur d'onde inférieur à celle-ci soit une température supérieur à celle-ci.

Pour reprendre ton exemple du photon. Je dirais qu'on ne peut attribuer une température à un photon (seulement une énergie); du fait que la température est liée à l'agitation moléculaire. (sans certitude; à confirmer).

[obi76]

Bonjour,

La température de Planck est bien une limite maximale de température théorique fixée par nos théories actuelles (mécanique quantique et relativité générale).

Non, c'est la température à partir de laquelle on sort du cadre des théories que l'on a. Il ne s'agit pas d'une valeur maximale. L'agitation moléculaire n'a pas de limite maximale.

Les théories donnent leur domaine de validité, et à ce titre ELLES ont une limite max. Mais ce ne sont pas les théories qui disent ce que la nature doit faire.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mach3]

Grosso modo, la température est définie par le peuplement des niveaux d'énergies dans un système, elle a une définition statistique. Le rapport entre le nombre d'entités (qui dépend du cas de figure) dans un état d'énergie E et le nombre d'entités dans un état d'énergie E' dépend de la température et des énergies E et E'. Selon le cas de figure, ce rapport sera dicté par les statistiques de :
-Maxwell-Boltzmann (cas non quantique, avec des particules non discernables, par exemple les vitesses pour les molécules d'un gaz)
-Fermi-Dirac (cas quantique pour les fermions, par exemple le peuplement des niveaux d'énergie par les électrons)
-Bose-Einstein (cas quantique pour les bosons, par exemple les énergies des photons dans le rayonnement du corps noir).

Plus la température est élevée, plus la vitesse moyenne des molécules d'un gaz est grande (on parle bien de moyenne, il y en a toujours des plus lentes et des plus rapides), plus il y a d'atomes dans des états excités (un état d'énergie E restant toutefois toujours plus peuplé qu'un état d'énergie E'>E), plus la longueur d'onde moyenne des photons du rayonnement thermique (dit de corps noir) est petite (on parle bien de moyenne, il y a toujours des plus petites ou des plus grandes).

Dans le cas de la statistique de Fermi-Dirac, une température infinie signifie que tous les niveaux d'énergie sont également peuplés, et une température négative (!!) signifie que les états d'énergie E sont moins peuplés que les états d'énergie E'>E, cela peut s'obtenir dans certains systèmes spéciaux. Ces états de températures négatives sont plus "chaud" qu'une température infinie car la grandeur pertinente est en fait 1/T (froid absolu 1/T-->+infini, on chauffe, 1/T diminue, passe par 0 et devient négatif).

La température de Planck, comme déjà mentionné, est juste un ordre de grandeur à partir duquel on sait que les théories actuellement validées (théorie quantique des champs et relativité générale) peuvent ne plus fonctionner correctement.

m@ch3