Teorik olarak mümkün olan en düşük sıcaklığı anlamak çok da zor değil. Mutlak sıfır noktası şu anda tanımlanan teorik olarak en düşük sıcaklık. Bu sıcaklık 0 Kelvin, yani -273.15 derece Santigrad.

Mutlak sıfır sıcaklığında maddenin iç enerjisi sıfıra eşit olacağından, teorik olarak bir maddeyi daha da soğutmak mümkün değil. Laboratuvar ortamında ise ulaşılabilen en düşük sıcaklık, maddenin kuantum etkileri gösterdiği 100 pikoKelvin yani mutlak sıfır noktasından yalnızca 0.000 000 000 1 derece daha sıcak.

Şu anda bildiğimiz termodinamik kanunlarına göre ise mutlak sıfır noktasına ulaşmamız imkansız. Çünkü soğutmaya  çalıştığımız madde ve soğutucunun sıcaklıkları birbirlerine yaklaşırlar fakat hiçbir zaman aynı değerde buluşamazlar.

Peki teorik olarak mümkün en yüksek sıcaklık nedir? Bu noktada işler biraz daha karışıyor. Mutlak sıfır noktasında maddenin iç enerjisinin sıfır olduğu kabul edilirse eğer, maddenin iç enerjisinin sonsuza ulaşması da ulaşabileceğimiz en yüksek sıcaklığı tanımlamalı.

Dartmouth Üniversitesinden fizikçi Stephon Alexander’a göre henüz maddenin enerjisini sonsuza yaklaştırıp yaklaştıramayacağımızı bilmiyoruz fakat bu durum teorik olarak mümkün.

Şu anda bilinen mümkün en yüksek sıcaklığa aday rakam ise 1.42x10^32 yani 142 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 Kelvin. Evet çok sıfırlı ve büyük bir rakam ve yalnızca parçacık fiziği teorisine göre mümkün. Ama bu sıcaklık yalnızca partiküller birbiriyle etkileşim halindeyken ve termal dengeye ulaşmayı başardıklarında gerçekleşebilir.

Birçok kozmoloğun öne sürdüğü en yüksek sıcaklık teorisine göre ise, Büyük Patlama'dan birkaç dakika sonra genişleme o kadar hızlı oldu ki, ortada etkileşime girecek madde yoktu ve evren temelinde ısıyı barındırmıyordu. Daha sonra bunu takip eden ilk saniyelerde ise uzayzamanın dalgaları titreşmeye başladılar ve bu da ilk maddeyi termal dengeye gelmeye zorladı. Bu teoriye göre evrende oluşmuş en yüksek sıcaklık da o an meydana geldi. Bu sıcaklık yaklaşık olarak 10^27 Kelvin yani 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 Kelvin idi. O tarihten beri bu sıcaklık evreni genişletmeye ve soğumaya devam ediyor.

Kaynaklar:

http://ltl.tkk.fi/wiki/LTL/World_record_in_low_temperatures

Popsci.com