Zéro Absolu
La température la
plus basse au dessous de laquelle rien ne peut descendre est appelée Zéro
Absolu. Mais pourquoi ne peut-on pas descendre plus bas alors qu'on peut monter
très haut ?
La température
Quelques chiffres
La température ambiante sur Terre est de 15 °C environ. La température la plus
froide enregistrée sur Terre fut en Antarctique à -89,2 °C. La plus chaude fut
enregistrée en Lybie à 58,2 °C.
Maintenant comparons avec notre Univers :
Le coeur de notre petite étoile le Soleil atteint des températures frôlant les
15 millions de degrés. On est très loin de notre petite planète et de ses
ridicules températures.
Au fin fond du cosmos, la température descend jusqu'à -270,5 °C.
Vous devez à présent vous poser une question. Pourquoi alors que
la température peut monter à des millions de dégrés, elle ne peut pas descendre
plus bas que -273,5°C ?
Origine de la
chaleur
Il faut bien comprendre que la chaleur, c'est le mouvement des molécules et des
atomes entre eux qui au niveau microscopiques sont en perpétuel mouvement. La
température est l'unité de mesure de ces mouvements qui, plus il est intense,
plus il fait chaud. Ce mouvement est appelé mouvement brownien.
Maintenant on peut très bien
définir ce qu'est le froid ! La chaleur c'est la présence de mouvements, le
froid c'est donc la diminution des mouvements. Si il n'y a aucun mouvement, on
atteint une température nommée zéro absolu et dont la valeur vaut -273,15 °C.
Pour cette raison, on ne pourra jamais descendre en dessous. Si un corps est
immobile, on ne peut pas plus le ralentir...
On n'a pour le moment jamais atteint cette température mais en laboratoire, les
physiciens s'approchent à quelques fractions près de celui-ci.
Température de
l'univers
Comme indiqué plus haut, la température de l'Univers ne descend jamais en
dessous de -270,5 °C. Mais pourquoi ?
Pour comprendre ce phénomène, il faut remonter aux premiers temps de notre
univers. A ces débuts, ce dernier était extrêmement chaud (des millions de
degrés). Mais petit à petit, il a fini par ce refroidir à cause de son
expansion. Aujourd'hui, il a atteint les -270,5 °C. On sait également que il y
a 10 milliards d'années, le cosmos était 5°C plus chaud. Les scientifiques pensent que cette
température diminuera jusqu'à ce que toutes les sources d'énergie soient
épuisées.
Echelles de
température
Il y a beaucoup d'échelles pour mesurer les températures. La plus courante en
France par exemple est le Degrés Celsius (noté °C). Les anglophones utilisent plutôt le
degrés Fahrenheit (°F). Les physiciens préfèrent quant à eux le Kelvin (noté
K), qui commence au zéro absolu.
1 °C = 33,8 °F = 274,15 K (échantillons base 1)
-273,15 = -459,67 °F = 0 K (zéro absolu dans trois unités)
Comme vous le remarquez, l'échelle de Kelvin commence au zéro absolu ce qui
facilite grandement les choses. Les degrés Celsius commencent eux à la
température de solidification de l'eau pure.
Lord Kelvin
(1824-1907), son vrai nom est William Thomson
Voilà, vous
devriez avoir compris en quoi consiste les températures de façon simple.
Quelle est la
température du Zéro Absolu ?
La température la plus basse de l'univers au
dessous de laquelle rien ne peut descendre est appelée Zéro Absolu. Cette
température vaut -273,15 °C, ou 0 K.
Comment peut-on être sûr que le zéro absolu vaut -273,15°C ?
Lorsque les
particules sont dans leur état d'énergie le plus faible (état fondamental),
elles n'ont aucun mouvement, c'est à dire qu'elles sont totalement immobiles.
Or la température correspond au degré d'agitation des molécules dans un corps.
Si toutes les molécules d'un corps sont dans leur état fondamental et n'ont
donc aucun mouvement, alors il est facile de déterminer par le calcul une
valeur limite à la température. Si les molécules (ou les atomes) n'ont aucun
mouvement, on ne peut pas descendre plus : en effet il est impossible d'aller
moins vite qu'une vitesse nulle. Il y a donc une limite inférieure à la
température : c'est le zéro absolu.
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