Experimento de pensamiento: ¿Cuánto más brillante puede volverse una habitación hasta que no pueda volverse más brillante?

Answer 1

Supongamos que definimos “brillante” como la densidad de fotones de luz visible.

100% oscuro implica la ausencia de fotones. Eso solo puede suceder cuando la habitación está a temperatura cero absoluta. A cualquier temperatura más alta, las paredes emiten la llamada radiación del cuerpo negro. A temperatura ambiente que contendrá algunos fotones en la luz visible. No hay muchas posibilidades de que tus ojos los detecten, pero algunos estarán allí.

El brillo máximo es más difícil. Poner más fotones calentará la habitación, mediante el intercambio de energía con las paredes. Esto da como resultado una radiación de cuerpo negro de mayor y mayor energía, desde rayos X hasta rayos gamma de alta energía. Esos evaporarán toda la materia atómica en la habitación, incluidas las paredes.

Eso terminará el experimento (y la habitación).

¿Podría de alguna manera mantener la luz confinada en un espacio pequeño y poner más y más luz (= energía), llegaría a límites absurdos donde las cosas realmente comienzan a descomponerse, creando un agujero negro o alcanzando la temperatura de la tabla 1.6 x 10 ^ 32 Kelvin. (No estoy seguro de cuál de los 2 sucede primero).

Answer 2

Creo que esta es una excelente pregunta y nos lleva a un límite fundamental teórico pero aún no verificado. La pregunta básica aquí es ¿cuál es la intensidad de luz más alta posible? Si aumenta la intensidad (lo que normalmente hacemos con pulsos láser) primero alcanza un límite donde ioniza los átomos de su pared. Esto resulta en perforar un agujero a través de su pared. Esa sería la intensidad más alta para su habitación, pero esto es más un límite técnico que fundamental. ¿Pero hay un límite fundamental para la intensidad de la luz? Bueno, en este momento las intensidades más altas alcanzables están en el orden de 10 ^ 22 W / cm ^ 2 y a estas intensidades no solo ionizas cualquier materia, sino que también la presión de la luz es tan alta que aceleras electrones e iones cerca del velocidad de la luz. Ahora, si pudiéramos aumentar la intensidad del láser a aproximadamente 10 ^ 29 W / cm ^ 2, sucedería algo muy extraño (al menos teóricamente predicho): la intensidad sería tan fuerte que los pares de positrones de electrones se crearían del vacío ! ¡Podríamos crear materia a partir de la luz! Debido a este proceso, el láser perdería un poco de energía y, por lo tanto, la intensidad disminuiría. Se considera que esta intensidad que se llama Límite de Schwinger es la intensidad más alta posible. Pero será muy emocionante descubrirlo en el futuro cercano.

Answer 3

Como ya se ha respondido, la oscuridad completa (ausencia de toda radiación electromagnética) es posible, pero solo si su habitación hipotética está en cero absoluto porque de lo contrario habrá radiación de cuerpo negro que “iluminará” la habitación.

Ahora en cuanto a la pregunta sobre qué tan brillante puede ser esta habitación. El límite práctico es cuando has puesto suficiente energía para vaporizar las paredes, pero eso es aburrido, digamos que nuestras paredes pueden contener toda nuestra luz. En este caso, finalmente alcanzaremos la temperatura de planck. Este límite en realidad tiene que ver con la radiación de cuerpo negro, ya que es la temperatura a la que un radiador de cuerpo negro comenzaría a emitir radiación con una longitud de onda menor que la longitud de planck.
Pero digamos que logramos superar esta tempreatura y hacer que nuestra habitación sea aún más brillante. En este punto, estamos ignorando cualquier rareza que tenga que ver con nuestra falta de comprensión de una interpretación cuántica de la gravedad (que realmente no deberíamos, ya que estamos en un reino donde los efectos gravitacionales serían importantes). Eventualmente terminaremos creando un agujero negro. En realidad, hay un nombre para este tipo de formación de agujeros negros: Kugelblitz. Esencialmente, acabas de concentrar suficiente energía para que su masa equivalente sea suficiente para transformar el espacio-tiempo en una singularidad.

Ahora, cualquier luz que intentes poner en esta habitación solo entrará en el agujero negro. Entonces, si considera que un agujero negro es la cosa más oscura posible en el universo (tal vez no sea realmente una cosa válida para decir, pero de todos modos vamos a rodar con él), entonces ha creado con éxito la cosa más oscura al tratar de hacer la cosa más brillante.

Para referencia:
Temperatura de Planck
Kugelblitz (astrofísica)

Answer 4

Hay un límite claro (!) A la oscuridad: ausencia total de fotones. Su experimento mental ya se detiene cuando la habitación está completamente llena de bombillas.
Pero supongamos que las bombillas no ocupan espacio, o que la bombilla se puede encender de forma indefinida duplicando la entrada de energía cada minuto, en lugar de agregar bombillas.
Habrá un límite para que puedas discernir que se ha vuelto más brillante, también habrá un límite para la “dosis”. Estoy bastante seguro de que demasiada luz puede matar a cualquier criatura viviente, después de todo, la luz es energía. .

Answer 5

En lugar de lámparas, agregue energías reactivas opuestas:

Existe un límite a lo que se sabe de la materia. Actualmente describimos cuatro estados de la materia. Imagínese un quinto estado de la materia en el que más allá del plasma líquido sólido gaseoso, existe energía, y aún más allá comienza una inversión. Ahora, estos estados saltan de la luz a una nueva forma inversa pero igual de estos estados, comenzando con la luz y luego con el antiplasma grueso, siguiendo la cadena hasta el antigas líquido y finalmente el antisólido. Así que ahora lo más brillante permanecería ligero, pero imagina una cosa más brillante aún cuando dos energías opuestas colisionaron, como líquido y antilíquido. No a diferencia de los ácidos y las bases, estas reacciones liberarían energía potencial, pero en una escala que aún no entendemos.

Answer 6

Quisiera señalar un enfoque diferente a esta pregunta. El “brillo” no es una cualidad objetiva de los fotones, sino cómo percibimos la luz. Los rayos X no son “brillantes”, como tampoco lo son los rayos gamma.

El brillo máximo se alcanzaría en el punto donde se destruyen las retinas del observador.

Answer 7

Científicamente hablando, el resto de las publicaciones lo han respondido. Pero supongo que si lo discutiéramos en términos de efectos visuales, el límite definitivamente está ahí.

Igual que el binario, donde RGB representa Oscuridad (Negro puro) = 0 y Brillo (Blanco puro) = 1, no importa cuánto aumente o disminuya el valor más allá de este rango 0-1, siempre se verá igual en la pantalla .

Siempre podríamos debatir que el espectro de color que un humano normal podría ver es limitado … Entonces … en mi opinión, creo que hay un límite, y me gusta cómo una luz (Sol) se vuelve tan brillante hasta que no podemos soportar mirarla, hay Nuestro límite.