Odpowiada dr Stanis∏aw Bajtlik z Centrum Astronomicznego
PAN im. Miko∏aja Kopernika:

Pytanie jest bardzo ciekawe, a problem wià˝e si´ ze

wspó∏czesnà kosmologià i poszukiwaniem fundamental-
nej „teorii wszystkiego”.

Na pierwszy rzut oka wydaje si´, ˝e temperatura nie

mo˝e wzrastaç nieograniczenie – jest przecie˝ zwiàzana
z chaotycznymi ruchami atomów i czàsteczek, których
pr´dkoÊci nie mogà byç wi´ksze od pr´dkoÊci Êwiat∏a.
Temperatura nie jest jednak miarà pr´dkoÊci, lecz energii
kinetycznej, która roÊnie do nieskoƒczonoÊci, gdy pr´d-
koÊç czàsteczek zbli˝a si´ do pr´dkoÊci Êwiat∏a. Istniejà
jednak inne ograniczenia.

Pod koniec lat szeÊçdziesiàtych, badajàc model Wiel-

kiego Wybuchu, kosmolodzy zastanawiali si´, jak wyso-
ka mog∏a byç poczàtkowa temperatura kosmosu. Niemiec-
ki fizyk Rolf Hagedorn (1919–2003) wykaza∏, ˝e gdyby

istnia∏a nieskoƒczona hierarchia czàstek elementarnych o
coraz wi´kszej masie, to energia przekazywana uk∏ado-
wi czàstek, zamiast na podwy˝szenie jego temperatury,
by∏aby zu˝ywana na produkcj´ par coraz bardziej masyw-
nych czàstek i antyczàstek o ma∏ej energii kinetycznej.
Temperatura nie podnosi∏aby si´ powy˝ej pewnej granicy,
którà Hagedorn oszacowa∏ na niespe∏na 10

13

K.

W powszechnie dziÊ zaakceptowanym modelu standar-

dowym oddzia∏ywaƒ fundamentalnych nie ma jednak
takiej hierarchii; podstawowymi sk∏adnikami materii sà
kwarki. A zatem przy wielkich energiach, po pojawieniu
si´ swobodnych kwarków, temperatura mo˝e rosnàç a˝
do poziomu 10

32

K – tzw. temperatury Plancka, przy któ-

rej tworzà si´ kwantowe czarne dziury. ˚adna z istniejà-
cych dziÊ teorii fizycznych nie mo˝e opisywaç uk∏adu w ta-
kim stanie. Potrzebna jest do tego kwantowa teoria
grawitacji, której ciàgle jeszcze nie mamy.

Temperatura rz´du

10

32

K jest wi´c maksy-

malnà temperaturà,
przy której mo˝emy
mieç nadziej´, ˝e nasze
teorie fizyczne sà po-
prawne. Na pytanie, co
dzieje si´ przy jeszcze
wy˝szych energiach i
temperaturach, odpo-
wiedzà dopiero nowe,
g∏´bsze teorie.

n

JAK

I DLACZEGO?

?

Temperatura nie mo˝e byç ni˝sza ni˝ zero bezwzgl´dne,
ale czy mo˝e byç dowolnie wysoka?

R

YSZARD

L

ESZCZEWICZ Z

B

IA¸EGOSTOKU

96

ÂWIAT NAUKI MAJ 2004

MIROS¸

A

W GRY¡

Pytania prosimy kierowaç na adres redakcji: Âwiat Nauki,
Al. Jerozolimskie 136, p. poczt. nr 9, 00-965 Warszawa, lub
e-mailem: [e-mail]