El "calor absoluto": la temperatura extrema en la que las leyes de la física que conocemos dejan de operar
El cero absoluto marca la temperatura mínima a la que algo puede encontrarse y corresponde a -273,15º Celsius, o 0 Kelvin. Ya que el calor no es otra cosa que movimiento, esta temperatura marca la quietud total pero, ¿qué ocurre en el extremo opuesto?
Temperatura de Planck. Aunque estemos menos familiarizados con el otro extremo, la temperatura de Planck, o el “calor absoluto”, otro concepto manejado por la física contemporánea. Aquí quizá deberíamos hacer énfasis en eso de la “física contemporánea” ya que, a esta temperatura, lo que sabemos de la física deja de operar, lo que nos deja en un terreno desconocido.
¿De cuánto calor estamos hablando? Pues de alrededor de 142 quintillones Kelvin (K). O lo que es lo mismo, 1,42·10^32 grados Celsius: los 273 grados de diferencia entre ambas escalas resultan intrascendentes en esta escala.
Como comparación, podemos señalar que la temperatura estimada del núcleo de nuestro Sol es de unos 15 millones Kelvin, aunque los núcleos remanentes de algunas supernovas pueden llegar a alcanzar el billón de grados. Aquí en la Tierra, la ciencia ha logrado alcanzar temperaturas aún mayores: más de 5 billones Kelvin en un experimento realizado en 2012 en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN.
Definiendo el máximo. Señalábamos antes que el cero absoluto en temperatura venía marcado por la falta de movimiento, la ausencia de energía térmica. La temperatura es una medida de transferencia de energía, si algo no tiene energía, no puede transmitirla. Sin embargo, para encontrar el calor absoluto debemos ir más allá de la termodinámica e incorporar otra área, la de la física cuántica.
Para entender este límite, debemos saber que el calor se asocia a emisiones en el espectro electromagnético. A más calor, más energía, más corta será la frecuencia en este espectro. Pues bien, este espectro no es infinito ya que el universo conocido cuenta con su propia distancia mínima, la distancia de Planck.
Esta longitud mínima marca también la longitud de onda más corta y el máximo de energía que podemos introducir en un fotón. Es imposible por tanto transferir más energía térmica.
Una idea más bien teórica. La temperatura de Planck queda, como señalábamos antes, muy lejos tanto de lo que podemos llegar a observar en el universo como de lo que somos capaces de recrear en un laboratorio. Hubo un tiempo en el que quizás no fuera así, ya que en los primeros instantes tras el Big bangel universo habría alcanzado este tipo de temperaturas.
Pero precisamente el Big bang es uno de esos contextos en los que las leyes de la física tal y como las entendemos, no son aplicables.
Más allá de la física contemporánea. El Big bang es un claro ejemplo de que existe física que aún se nos escapa, como también lo son los agujeros negros. En ambos casos se trata de contextos tan extremos que hacen imposible la descripción de lo que ocurre en ellos a través de las leyes de la física que hoy manejamos.
Sin embargo seguimos en la búsqueda de conocimientos sobre estos extremos y las leyes que podrían operar sobre ellos. Probablemente, la tan ansiada “teoría” del todo que unifique lo que sabemos de la gravedad relativista con la física cuántica nos pueda dar importantes pistas sobre esta frontera del calor y, sobre todo, de qué pueda haber más allá de esta.
