المنظور الجديد لدرجة الحرارة

درجة الحرارة إحدى المتغيرات (المتحولات) الھامة في دراسة الطاقة الحرارية والديناميكا الحرارية، وھي إحدى الوحدات الدولية السبع في الفيزياء وتقاس بالكلفين (Kelvin) ،يمكن لدرجة حرارة الأجسام أن تتزايد بدون حدود إلا أنھا لا تستطيع أن تتناقص بدون حدود، فحدھا الأدنى درجة الصفر المطلق على مقياس كلفن ،باعتبار أن الصفر المطلق يساوي إلى (- 273.16 ) درجة مئوية تحت الصفر.وسوف تتضح خصوصية استخدام الكلفن كسُلم لقياس درجة الحرارة عند استعراض القانون الثالث في الديناميكا الحرارية ،حيث أن الكلفن ارتبط بحركة جزيئات المادة وطاقتھا الحرارية من جھة ،وبمفھوم بداية التمدد الكوني منذ حوالي  20- 10بليون سنة حيث كانت درجة حرارة الكون(10³⁹ K) ،بدأ عندھا الكون بالتمدد (ضمن نظرية الانفجار الأعظم) وبدأت درجة الحرارة بالانخفاض إلى أن وصلت حاليا في بعض الأماكن من ھذا الكون الواسع إلى  270- درجة مئوية (3K) ، والفيزيائيون يعتبرون أن وصول الكون  إلى درجة صفر كلفن ھو توقف لحركات الجزيئات والذرات في الكون ،لكن الخلاف بينھم حول مصير ھذا الكون ھل سيتجمد؟؟؟ أم سيعود ليتقلص من جديد ؟؟؟؟ وما يشغل البشرية ھو استمرار الحياة على كوكبھم الأرض (المنظور العلمي لا الديني)، فالأرض بعد أن تبردت بحاجة إلى نجم عملاق كالشمس ليرفع من درجتھا ويحافظ على الكائنات الحية التي تعيش عليھا ،وإلا فھي تسير مع الكون إلى أخفض درجة حرارة ،وإذا انخفضت الحرارة قليلا عما ھي عليه ألان فان الكائنات الحية سوف تتجمد كما حصل في العصر الجيولوجي الجليدي ،وإذا ارتفعت قليلا فان أجسامھا سوف تتبخر وتصبح الحياة مستحيلة ،وھكذا كانت الحرارة عبر العصور الجيولوجية تتأرجح مابين درجة الجليد وأخفض منھا بكثير ودرجة النار وأعلى منھا بكثير.

يحاول الفيزيائيون الوصول إلى درجة الصفر المطلق أو الاقتراب منه في المختبرات العلمية مثلما يحاولون الوصول إلى تسريع الجسيمات المادية لتصل إلى سرعة الضوء ،ولكنھم لم يصلوا حتى ألان ،فأسرع إلكترون تم تسريعه حتى ألان وصل إلى سرعة تقارب 0.9999999994c من سرعة الضوء ،وأخفض درجة حرارة تم التوصل إليھا 2×10^-8 K )) ،وتشير النظريات إلى صعوبة بالغة في الوصول إلى الصفر المطلق نظرا لصعوبة وصف الحالة ، وفي عام 2000 م نشرت أحدى المؤسسات العلمية الأمريكية أنھا توصلت إلى تسريع احد الجسيمات إلى سرعة الضوء ولكن تفاصيل ذلك بقي في طي الكتمان لأن النظرية النسبية لاينشتاين سوف تنھار ،وينھار معھا كم ھائل من العلم الحديث.

المخطط التالي (1) يبين المجال الحراري المعروف على سلم كلفن من أعلى الدرجات إلى أخفضھا

الشكل: (1) مخطط يبين المجال الحراري المعروف على سلم كلفن من أعلى الدرجات إلى أخفضھا.