Najzimniejsze miejsca na świecie to laboratoria fizyków. A gdzie padły naturalne rekordy niskiej temperatury?

W tym artykule:

1. Najzimniejsze miejsca na świecie
2. Najniższa temperatura na Ziemi
3. Czym jest temperatura?
4. Najzimniejsze miejsce w kosmosie
5. Najniższa temperatura uzyskana w laboratorium
6. Czy istnieje górna granica temperatury?

Gdy zimą temperatury spadają poniżej zera stopni Celsjusza, zaczynamy mówić o mrozach. Jednak zmiany klimatyczne sprawiają, że zimy stają się coraz łagodniejsze. Rekordowe mrozy, przynajmniej w Polsce, należą więc raczej do historii.

Najzimniejsze miejsca na świecie

Gdzie odnotowano najniższą temperaturę w naszym kraju? Mówi się, że polski biegun zimna to Suwałki. W tym mieście faktycznie odnotowuje się niskie temperatury. Czasami mianem polskiego bieguna zimna określa się całą Suwalszczyznę lub wręcz Podlasie.

Obecnie jednak najniższe średnie temperatury w zimie oraz roczne notowane są na powstałej w roku 1995 stacji meteorologicznej Nadleśnictwa Świeradów na Hali Izerskiej. W każdym miesiącu notuje się tam temperatury ujemne, a śnieg zalega do maja.

Jednak historycznie najzimniejsze miejsce w Polsce to Siedlce. 11 stycznia 1940 r. padł tu oficjalny polski rekord mrozu, wynoszący minus 41 st. C. Nieoficjalny miał zostać pobity w Rabce, 10 lutego 1929 r. Wyniósł aż minus 46 st. C.

Temperatura na Księżycu: czy jest zabójcza dla człowieka? Dlaczego astronauci muszą mieć kombinezony?

Okazuje się, że temperatura na Księżycu osiąga jeszcze większe wahania dobowe, niż wcześniej sądzono. W ciągu księżycowego dnia, panuje tam ekstremalny upał, a w nocy – niewiarygodny...

Formalnie biegun zimna to punkt, w którym odnotowano najniższą na danej półkuli minimalną temperaturę powietrza. W przypadku półkuli północnej jest to wioska Tomtor na Syberii. Najniższą temperaturę wynoszącą minus 72,2 st. C zarejestrowano tu 14 stycznia 2004 r.

Jednak najzimniejsze miejsce na świecie znajduje się na półkuli południowej. To stacja Wostok na Antarktydzie. 20 lipca 1983 r. odnotowano tu minus 89,6 st. C. To mniej niż temperatura, przy której dwutlenek węgla zamienia się w suchy lód! 10 sierpnia 2010 zaobserwowano na Antarktydzie temperaturę minus 93,2 st. C. Jednak ten pomiar nie jest oficjalnie uznawany, ponieważ wykonały go satelity.

Najniższa temperatura na Ziemi

Rekord zimna na naszej planecie padł wysoko w atmosferze. 29 grudnia 2018 roku jedna z chmur rozciągnęła się na prawie 21 kilometrów, a jej wierzchołek sięgnął dolnej stratosfery. Czujnik VIIRS na satelicie NOAA-20 zarejestrował wówczas, że jego temperatura spadła do minus 111 stopni Celsjusza. Nawet w huraganach, tajfunach czy cyklonach tropikalnych temperatura zwykle jest jakieś 30 stopni wyższa. Mamy tym samym do czynienia z najniższą temperaturą, jaką do tej pory zarejestrowano na naszej planecie.

Taka temperatura to anomalia. Podobne rekordy mogą jednak pojawiać się znacznie częściej z powodu zmian klimatu. Na częstotliwość występowania ekstremalnie wysokich ma bowiem wpływ temperatura wód oceanicznych. A ta się zwiększa. Dlatego wierzchołki chmur o temperaturze niższej niż minus 100 stopni Celsjusza mogą przestać być wyjątkami w obserwowanych zjawiskach meteorologicznych.

Czym jest temperatura?

Co to w ogóle jest temperatura? Wielu z nas miałoby problem z odpowiedzią na to pytanie, które często słyszą studenci chemii na pierwszym roku. Na co dzień często o niej mówimy, posługujemy się pojęciami ciepła i zimna. Jednak gdy dochodzimy do szczegółów, zaczynamy się gubić.

Temperatura to miara ruchu elementów składowych materii. W naszym codziennym życiu chodzi o atomy). Im więcej energii im dostarczymy, tym silniej drgają, podskakują i oddalają się od siebie. Taka definicja pokazuje, że musi istnieć dolna granica temperatury.

Kiedy ostatni raz miało miejsce globalne ochłodzenie? Czy może nadejść w przyszłości?

W całym okresie istnienia naszej planety jej klimat zmieniał się wiele razy w naturalny sposób. Niekiedy duże powierzchnie Ziemi pokrywały lodowce. 400 tys. lat temu na części Grenlandii ro...

To minus 273,15 stopni Celsjusza. Niżej zejść się nie da, bo w tej temperaturze atomy przestają się poruszać. A nie mogą przecież być bardziej nieruchome niż nieruchome. To zero absolutne.

Najzimniejsze miejsce w kosmosie

Oczywiście jeszcze zimniej niż na Ziemi jest w kosmosie. Bardzo zimne są kratery na biegunie południowym Księżyca. Ich brzegi są tak wysokie, że w środku panuje wieczny mrok. Temperatura utrzymuje się tam na poziomie minus 240 st. C. To rekordowy mróz w Układzie Słonecznym. Na dziennej stronie Plutona jest „tylko” minus 230 st. C. Temperatury na stronie nocnej zmierzyć jeszcze nie potrafimy.

Jak zimna jest przestrzeń kosmiczna? Wypełnia ją tzw. promieniowanie reliktowe. To „echo” Wielkiego Wybuchu, czyli fale elektromagnetyczne wypełniające cały kosmos. Ich średnia temperatura to minus 270,3 st. C.

Jednak istnieje miejsce zimniejsze niż kosmiczna próżnia. To Mgławica Bumerang, znajdująca się w gwiazdozbiorze Centaura. Jej gwałtowna ekspansja sprawiła, że tworzący ją gaz ochłodził się bardziej, niż otaczająca go przestrzeń kosmiczna. Osiągnął temperaturę do minus 272,15 st. C, czyli zaledwie jeden stopień powyżej zera absolutnego.

Najniższa temperatura uzyskana w laboratorium

Zero absolutne to ostateczne zamrożenie wszelkiego ruchu. I choć jest to granica nie do przekroczenia, badacze od dawna próbują się do niej coraz bardziej zbliżyć.

Osiąganie temperatur bliskich zera absolutnego wymaga stosowania najnowszych technologii. Aby maksymalnie spowolnić atomy, uczeni „strzelają” do nich impulsami laserowymi, pakują je do pułapek utworzonych z silnych pól magnetycznych i grawitacyjnych. Efekty? W temperaturze pokojowej atomy śmigają z prędkością porównywalną z samolotem odrzutowym. W laboratoriach niskich temperatur zwalniają tak, że w ciągu minuty pokonują zaledwie 5 cm.

Od 1999 r. rekord zamrażania należał do Finów z Uniwersytetu Aalto. Zbliżyli się do zera absolutnego na 100 pikokelwinów – mniej niż jedną miliardową stopnia. W 2021 r. rekord ten pobili Niemcy z Uniwersytetu w Bremen. Osiągnęli temperaturę wyższą od zera absolutnego o zaledwie 38 bilionowych części stopnia.

To na pewno nie będzie ostatnie słowo badaczy. Najnowsze propozycje to przeniesienie badań w przestrzeń kosmiczną, gdzie możliwe będzie osiągnięcie jeszcze niższej temperatury.

Czy istnieje górna granica temperatury?

Górna granica temperatury teoretycznie może być nieskończona. W miarę przyśpieszania atomy mogą rozpadać się na elementy składowe – najpierw protony i neutrony, potem kwarki. Aż w końcu osiągną stan, który istniał w chwili Wielkiego Wybuchu, kiedy współczesna fizyka zderza się z nieskończonościami.

Kiedy jest za gorąco dla człowieka? Niebezpieczna temperatura jest niższa niż sądzisz

Odporność ludzkiego organizmu na upał jest o wiele niższa, niż sądziliśmy. Zazwyczaj bowiem, mierząc skwar, uwzględniamy jedynie temperaturę powietrza, a zapominamy o wilgotności. Tymcza...

Jednak uczeni sądzą, że może istnieć temperatura maksymalna. Tyle, że nadal nie są pewni, jaka. Być może sięga nawet miliarda jottakelwinów. To bilion miliardów miliardów miliardów stopni.

Źródła: archiwum NG, LiveScience.