Un átomo individual no puede tener una temperatura: la temperatura es la energía cinética promedio almacenada como movimiento aleatorio de las partículas de un objeto estacionario. Necesita una gran cantidad de átomos para que la colección resultante tenga una temperatura bien definida.
Entonces, reinterpretemos la pregunta: tal vez ponemos una pequeña bola de algo muy caliente en el dedo del pie … eso se puede hacer porque varios millones de átomos en un sólido serían mucho más pequeños que el dedo del pie: ni siquiera lo suficiente para ver o sentir. Los átomos son muy pequeños. OTOH, El Universo es muy grande y las cosas pueden ponerse extremadamente calientes. Puede ser difícil pensar en los tipos de números que aparecen … pero vamos a intentarlo.
OK, una gota supercaliente de un millón de átomos.
La pregunta dice que tiene que estar tan caliente como lo más caliente en 100 millones de años luz.
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Es un camino bastante largo, es aproximadamente 50 veces la distancia que recorrió la luz desde que el homo erectus miró por primera vez las luces centelleantes en el cielo y se preguntó qué eran. La luz que nos llega desde 100 Mly de distancia habría comenzado su viaje por el cretácico medio durante la era de los dinosaurios. Entonces, ¿qué tan lejos está eso?
El supercúmulo de virgo tiene un radio de 100 Mly. Contiene 200 millones de galaxias, una de ellas es la nuestra. Puedes echarle un vistazo aquí: el universo dentro de 100 millones de años luz
Pero no tenemos que ir más allá de 4000 ly para obtener un ejemplo del tipo de objeto más popular en ese volumen. Como era de esperar, es una estrella: una estrella blanca sin nombre, solo un número de catálogo de Henry Draper HD62466. y está a 4000 lk de distancia (0.004Mly). Tiene una temperatura superficial de alrededor de 200000 Kelvins. (A ese tipo de temperatura, puede tratar Kelvin y la escala centígrada de la misma manera).
Un millón de átomos con esa temperatura golpearían tu pie con E = NkT = 2 × 10 ^ (- 12) Julios de energía (estadio). En comparación, la cantidad de energía entregada por una tibia taza de agua al mismo dedo del pie es de alrededor de 8000 julios (suponiendo una simple caída de temperatura de 10 grados).
Eso suena insignificante, pero eso solo significa que no tienes que preocuparte por quemarte. Es posible que deba preocuparse por los átomos de alta velocidad.
El cálculo clásico para 1000000 átomos de 1u a esta temperatura proporciona una velocidad eficaz del 10% de la velocidad de la luz, apenas relativista. Cada uno entrega menos de una millonésima parte de la energía implicada por la temperatura, aproximadamente 10eV … lo que técnicamente podría ionizar algunos átomos y moléculas en su cuerpo, pero solo alrededor de un millón de ellos, y su dedo del pie contiene 10 ^ 30 átomos … nunca fíjate en los ionizados.
Puede ser complicado comprender nuestras mentes en este tipo de escalas extremas y cómo se equilibran. Espero que lo anterior te dé una mejor apreciación de cuán grande es el Universo y qué tan pequeños son los átomos.
[Advertencia: Estaba usando figuras de “orden de magnitud” … y lo hice sobre la marcha. Probablemente me equivoqué en algunas cosas. No dudes en revisar mis cifras. Estoy bastante seguro de que no estoy tan lejos, afecta la conclusión.]