과학에서 온도가 높아질 때 한계가 있나요??

Question

온도가 낮아질 때에는 극저온 절대온도 0도가 끝이잖아요?? 그런데 온도가 높아져서 극초고온으로 갈 때 온도가 높아질 수 있는 한계치가 있나요??

Answer 1

네 한계가 존재합니다.

온도란 물질(입자, 분자 등)의 평균 운동에너지로 정의할 수 있습니다.

물질이 갖는 최대 속력은 빛의 속력에 근접한 속력이고, 물질의 질량에 따른 최대 속력이 존재하므로 온도의 한계점이 존재합니다. 그렇다면, 물질의 질량이 크면 클수록 온도가 무한히 올라가지 않느냐고 생각할 수 있습니다. 하지만, 온도가 높은 상황은 운동에너지가 큰 상태이고 물질간의 충돌이 굉장히 활발하고 충격력이 큰 상황이기 때문에 물질은 기본적인 물질로 쪼개지기 마련입니다. 그래서 평균적인 운동에너지가 무한히 높아지지 않고 한계점으로 수렴하게 되죠.

이론적으로 온도의 한계점은 플랑크 온도로 정의하며, 이 온도는 대략 1.4x10^(32) K(절대온도)가 됩니다. 이 온도는 실험적으로 얻어진 것이 아닌 이론적인 수치이며, 실제로 구현하지는 못합니다.