Strona głównaPytania → Czy temperaturę próżni można zmierzyć...

Czy temperaturę próżni można zmierzyć za pomocą zwykłego termometru?

Pytanie

Pyta maciek

Czy temperaturę próżni (kosmicznej) można zmierzyć za pomocą zwykłego termometru?

Odpowiedź

Odpowiada dr hab. Piotr Sułkowski

Istnieje wiele rodzajów termometrów, np. cieczowe, gazowe, elektryczne, etc. Jednymi z powszechniej używanych (jeśli to miałoby być miarą „zwykłości”) są termometry cieczowe (np. rtęciowe lub alkoholowe), których działanie oparte jest na rozszerzalności cieplnej cieczy. Takie termometry mogą działać tylko w takim zakresie temperatur, w jakim dana substancja jest cieczą — tzn. pomiędzy jej temperaturą zamarzania oraz parowania. W przypadku rtęci ten zakres obejmuje temperatury od -38 do 356 stopni Celsjusza; w przypadku termometry alkoholowego zakres taki wynosi od -70 do 120 stopni Celsjusza. Zatem takie termometry (a także inne, w miarę powszechnie używane) nie są w stanie zmierzyć temperatury próżni kosmicznej — a właściwie temperatury promieniowania reliktowego (CMBR) wypełniającego Wszechświat — która wynosi 2,73 stopnie Kelvina, czyli -270,4 stopni Celsjusza. Temperaturę promieniowania reliktowego wyznacza się badając zależność jego natężenia od temperatury, i dopasowując ją do widma ciała doskonale czarnego, opisywanego prawem Plancka. Opis takiego pomiaru, wykonanego w ramach zajęć na pracowni fizycznej podczas studiów w Princeton, można znaleźć tutaj.