Wat is het koudste op de wereld?

Casper, 12 jaar
10 oktober 2020

Antwoord

Beste Casper,

 

Dat is een zeer interessante vraag. 

Als we enkel naar de wereld om ons heen kijken dan is de laagst gemeten temperatuur te vinden (zoals verwacht) op een van de polen: de zuidpool. In 1983 werd daar aan de  Russische poolbasis Vostok een temperatuur van -89.2°C gemeten. Nu dat was de temperatuur van de lucht. Als we naar de temperatuur van het ijs zelf kijken dan zijn er plaatsen op de zuidpool waar de temperatuur zelfs tot -98°C zakt.

Kijken we echter buiten de aarde, naar de andere planeten en manen in ons zonnestelsel, dan wordt dat kouderecord al snel verbroken. Bijvoorbeeld op de maan varieert de temperatuur aan de evenaar van +120°C aan de dagkant, tot -130°C aan de nachtkant. En net zoals op aarde is het op de maanse polen nog kouder, met plekken waar de temperatuur tot -250°C duikt.

Je kan je dan afvragen hoe koud het eigenlijk wel kan worden? Wetenschappers hebben ontdekt dat er een laagste temperatuur bestaat waar je niet onder kan: het absolute nulpunt. Ze ontdekten dit door te kijken naar het gedrag van gassen. Deze temperatuur is zo koud dat er werd verondersteld dat bij deze temperatuur geen beweging van atomen meer is. (Sindsdien weten we echter, vanuit de kwantummechanica, dat zelfs bij dit absolute nulpunt, atomen nog steeds een klein beetje trillen. Maar dat is een heel ander verhaal.) Het is ook om deze reden dat wetenschappers een andere temperatuurschaal gebruiken dan we in het dagelijkse leven gebruiken. Zij gebruiken de "Kelvinschaal". Hierbij is het absolute nulpunt bij 0 Kelvin of 0K (let op geen ° symbool) en is 1 graad op de Kelvin schaal even groot als 1 graad op de Celsius schaal (die we in het dagelijkse leven gebruiken). In deze kelvinschaal bevriest water bij 273.15K (=0 °C).

Kijken we terug naar de maan, dan is de ongeveer -250°C ongeveer 25K, maar 25 graden boven dat absolute nulpunt. Kunnen we nog lager? Inderdaad, in de ruimte tussen de sterren zakt de temperatuur nog lager tot 2.7K. Deze temperatuur wordt veroorzaakt door de kosmische achtergrondstraling (dit is het nagloeien van het universum als gevolg van de Oerknal).

Hebben we hiermee de laagste temperatuur bereikt? Nee nog niet. We kunnen nog lager, en daarvoor moeten we terug naar de aarde. De wetenschap leerde ons dat er zoiets bestaat als een laagste temperatuur (0K), maar die leert ons ook dat deze temperatuur niet bereikt kan worden (dit is een van de wetten van de thermodynamica). We kunnen deze temperatuur wel zeer dicht benaderen. Op weg naar dit absolute nulpunt gebeuren er ook heel rare dingen met materialen. Vele materialen worden supergeleidend (stroom vloeit erdoor zonder enige weerstand). Vanaf temperaturen van ongeveer 1K wordt het verder afkoelen een stuk moeilijker, en moet je weten dat materialen en gassen uit atomen bestaan. Bij de nog lagere temperatuur records word met gassen gewerkt, die worden afgekoeld door de atomen in het gas te vertragen. Omdat temperatuur verbonden is met de gemiddelde snelheid van atomen, kunnen we de temperatuur van een gas verder verlagen door de atomen te vertragen (laserkoeling: hierbij worden gasatomen afgeremd door lichtdeeltjes frontaal op de atomen te laten botsen) ... of, omdat het over de gemiddelde snelheid gaat, de snelste atomen weg te nemen (dit is evaporatieve koeling... dit is ook hoe een dampende kom soep afkoelt, de snelste/warmste soep-atomen verdampen).

Met deze en nog heel wat andere trucs zijn wetenschappers aan het "Low Temperature Lab" van de technische universiteit Helsinki erin geslaagd sinds 2000 temperaturen van minder dan 0.0000000001 K te bereiken. Dat werd dan ook meteen de koudste plaats in het hele universum. 

 

Groeten,

Danny

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2020
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen