pit24 zei:
@ shade die achtergrondstraling, ik heb er over geleerd maar ik snap em ni zo goed. Als ik het over de ruimte heb heb ik het over absoluut vaciuum.
Hoe kan nu iets zonder enige vorm van massa toch een tempratuur hebben?
Er zijn algemeen gezien 3 methoden van warmtetransport:
1) Conductie: door het tegen elkaar botsen geven atomen energie door.(eg een spijker waarvan je de punt in het vuur houdt wordt warm aan het uiteinde dat je vasthoudt)
2) Convectie: Door het verplaatsen van "warme" deeltjes verspreid de warmte zich.(eg: roeren in warme soep zorgt ervoor dat uw warme en koude deeltjes altijd mooi homogeen verdeelt zijn in uw tas, zodat er altijd "warme" aan het oppervlak komen en daar kunnen ontsnappen)
3) Straling: Elektromagnetische straling draagt energie van het ene deeltje naar het andere.
Dat laatste puntje verdient iets meer uitleg.
Atomen kunnen energie afgeven door die energie in een pakketje te stoppen(een foton=lichtdeeltje) en dat uit te zenden. Ze kunnen anderzijds ook energie bijkrijgen door zo een pakketje op te vangen. Alle atomen om ons heen doen dat constant(uitzenden en opvangen van dergelijke pakketjes).
Dit is de manier waardoor je warmte van zonnestralen voelt.
Atomen op de zon zenden fotonen(energie/warmtepakketjes) uit en die worden opgevangen door de atomen in je hand of je arm(die atomen die ze opvangen krijgen meer energie=> voelt warm aan).
Waarom is dit geen convectie of conductie? Je zou namelijk kunnen denken dat de atomen van de zon hun energie al botsend doorgeven van atoom tot atoom tot aan onze arm.
Er zijn 2 redenen waarom dit niet het geval is:
1) tussen de zon en de aarde zit een vacuum=geen deeltjes=er kan geen warmte al botsend doorgegeven worden(die 5 atomen gaan het hem niet maken).
2) Het is ook geen conductie door luchtatomen want als je je arm onmiddellijk in de schaduw houdt voel je dat het kouder is. Wat ik bedoel: waar je zonnestralen ziet is het warmer dan waar niet. Moest het een gevolg zijn van conductie of convectie zou het even warm aanvoelen schaduwhoekjes.
(ik weet niet of dat duidelijk genoeg was)
Dat was stap 1, nu Stap 2. Experimenten hebben ons geleerd dat alles straling uitzend afhankelijk van zijn temperatuur(zwarte straler en al de bijhorende wetten van Wien en Stefan Boltzmann). Neem bvb een ijzeren voorwerp en warm je dat op dan zal het eerst roodgloeiend worden, maar warm je het nog verder op dan wordt het geel en dan blauwwit. Het volgt de kleuren van de regenboog. Uit fysicalessen weet je waarschijnlijk dat er naast zichtbaar licht ook nog infrarood(sluit aan langs de rode kant van het zichtbaar licht) en ultraviolet(sluit aan angs de blauwe kant van het zichtbaar licht) bestaat...daar eindigt het niet, je kan in beide richtingen nog verder gaan om enerzijds radiogolven te vinden en anderzijds gammastraling.
Nu afhankelijk van de temperatuur van een voorwerp zal het in een bepaalde golflengte het meeste licht uitzenden(dus energiepakketjes met een specifieke grootte). De zon bvb straalt het meeste licht uit in groen zichtbaar licht(een klein beetje minder in rood en blauw maar toch nog veel). Een menselijk lichaam(dat leeft) heeft een temperatuur van 37°C of een 310K en zendt vooral licht uit in het infrarood gebied(met een infraroodrijker=nachtkijker zie je dan ook makkelijk mensen)
Dat alles gaat in 2 richtingen: weet je enerzijds de temperatuur van een voorwerp dan weet je welke straling in welke mate zou moeten uitgezonden worden en omgekeerd weet je hoeveel straling van welke golflengte een voorwerp uitzendt dan weet je de temperatuur(daardoor weet men ook de temperatuur van de zon). Er bestaan zelfs thermometers die op dat principe berusten( het is nogal moeilijk een gewone thermometer te gebruiken bij een voorwerp met een temperatuur van bvb 1500°C, thermometer overleeft het niet) pyrometers genaamd(als ik me niet vergis).
Nu we dit allemaal weten, men heeft dat ook geprobeerd bij het universum, de temperatuur bepalen door de binnenkomende straling(niet van de sterren gewoon vacuum) en het resultaat was die 2,75K.
Waar komt die straling vandaan als het niet van de sterren is(ze is overal aanwezig en ze geeft voor ieder stukje hemel exact dezelfde temperatuur tot op 1/10000°C)? In den beginne toen het universum nog een hete soep was zijn al die lichtdeeltjes gevormd(door interacties en wat nog allemaal), door het uitzetten van het universum is ook hun golflengte langer geworden(stel het u gewoon voor als golfjes die je op een elastiek tekend en die dan uitrekt, dat is ook met de cosmische achtergrondstraling aan de hand.
Die achtergrondstraling doorkruist nog steeds het universum en zorgt ervoor dat ze dus een minimumtemperatuur heeft. Een soort van overal aanwezige diffuse lamp die het boeltje warm houdt.
Ik hoop dat dat toch een klein beetje heeft kunnen verduidelijken.
Indien de ruimte absoluut vacuum is zoude geen sterren zien, geen gamma/alpha-stralen kunnen opvangen uit het heelal,... : m. a. w. de ruimte is bijna vacium.
Euhm is net omhekeerd, het is net omdat er nog zoveel rotzooi aanwezig is dat we sterren niet zien. 1 stofdeeltje per km³ is niet zo veel, maar voor een ster die zich enkele kiloparsec verder bevindt is dat stoflaagje al tamelijk dik en ferm verduisterend. Moest er geen stof en vrij gas in onze melkweg aanwezig zijn zouden we zonder probleem tot het volledige andere eind kunnen zien, dat is echter niet het geval zodat ge astronomen daar verdomd vaak op zult horen vloeken.
@warmte= massa die trilt. Ik ben nu geen specialist maar naar wat ik persoonlijk afleid uit mijn lessen fysica is dat warmte = Energie dus eigelijk hebt ge niet zo zeer massa nodig maar wel energie, als ge die energie op een andere manier kunt verkrijgen (vraag me niet hoe) is dat dus theoretisch gezien mogelijk van zo ook warmte te produceren. Maar om energie te verkrijgen is echter altijd massa nodig als ik mij niet vergis, dus ge hebt praktisch gezien gelijk maar in theorie zijt ge mss onvolledig, ge geeft een medium weer als een oorsprong, kleine nuance (of zit ik ernaast, plz correct me if I'm wrong)
just, warmte is energie, die energie kan zitten in de deeltjes maar ook gewoon in licht(elektromagnetische straling(zie respons 1 in post)).
Dus als je een absoluut vacuum zou hebben en je vult die met licht(terzijde gelaten waar die vandaan komt) dan zal uw leeg niets een temperatuur hebben. En het lege niets van ons universum heeft zo een temperatuur van 2.75K.
Voor er massieve deeltjes in ons universum bestonden, was het een periode enkel gevuld met elektromagnetische straling, en had het ding een temperatuur die decadent hoog was(zo hoog dat er geen deeltjes konden bestaan).
Om energie te krijgen hebt ge geen massa nodig, ons universum is ook in omgekeerde volgorde onstaan: eerst een accidentje dat voor de energie zorgt en deze condenseert dan later in massa.(het vacuum heeft bvb oneindig veel energie. De energie van een deeltje die wij meten is eigenlijk enkel de energie die het meer heeft dan de grondtoestand van het universum.)
m.a.w. je mag nog een meter naast de zon de temratuur meten in een theoretisch vaciuum er zal geen temratuur zijn. Wel erg veel energie.
zie warmtetransport thingy--> puntje 3(reden waarom de wanden van een thermos reflecterend zijn
)
Het absolute nulpunt is op het moment nog steeds niet bereikt. het laagste is 1/3 kelvin dacht ik atm. tot zover dit kleine intermezzo .
ik moet u teleurstellen, uw gok is nog een miljard keer te groot. Laagste waar ik weet van heb was ergens 80picokelvin= 80x10^-12Kelvin.
Het kan ook helemaal niet absoluut nul worden? Aangezien alles tot op quarkniveau (en als er nog kleinere dingen bestaan: nog kleiner niveau) stilstaat, zijn alle deeltjes aan elkaar gelijk, wat redelijk fucked-up lijkt .
Of zoiets herinner ik me toch. Kan er ver naast zitten ook.
Ze gaan niet stilstaan(er blijft nog nulpuntstrilling bestaan, is iets zuiver QM, klassiek gezien zouden ze stil komen te staan) maar ze gaan wel niet meer te onderscheiden zijn. Alle elementaire deeltjes zijn immers gelijk, pak 2 protonen en geef die alle zelfde quantum getallen en die zijn perfect hetzelfde, niet te onderscheiden, maar dat is nog lang niet fucked up. Het wordt fucked up bij de ultralage temperaturen doordat je systeem van deeltjes(waarbij je kunt zeggen daar zit er een en daar en daar en ginder) veranderd in een blob waarbij je enkel nog kan zeggen: in die blob zitten zoveel deeltjes ma ik kan niet zeggen waar. Die blob is bekend als het
Bose Einsteincondensaat.
Shade
.
.