پایینترین دمایی که تاکنون در کرهی زمین (در طبیعت و خارج از آزمایشگاه) ثبت شده، معادل منفی ۸۹/۲ درجهی سانتیگراد و مربوط به ۲۱ ژولای ۱۹۸۳ در پایگاه تحقیقاتی وستوک واقع در قطب جنوب بوده است.
اما نمیتوانیم انتظار داشته باشیم که سردترین نقطهی کیهان در چنین فاصلهی نزدیکی به یک ستارهی نسبتا جوان قرار داشته باشد. سردترین نقطهی منظومهی شمسی در سیارهی اورانوس ثبت شده است که معادل منفی ۲۲۴ درجهی سانتیگراد است. اما این دما نیز پایینترین دما در کیهان نیست. پایینترین دمای ثبت شده در کیهان، مربوط به سحابی بومرنگ نبولا است که معادل یک کلوین یا منفی ۲۷۲ درجهی سانتیگراد اندازهگیری شده است. در کیهان و خارج از آزمایشگاه، دمایی پایینتر از این دما ثبت نشده است. اما دمای به دست آمده در آزمایشگاه از این نیز پایینتر بوده است.
پایینترین دمایی که بشر بدان دست یافته، ۳۸ تریلیونوم درجه بالاتر از منفی ۲۷۳/۱۵ درجهی سانتیگراد است.
اما نمیتوانیم انتظار رسیدن به دمایی پایینتر از منفی ۲۷۳/۱۵ درجهی سانتیگراد را داشته باشیم. چرا که این دما، صفر مطلق یا صفر کلوین است. در واقع دما معیاری از انرژی مولکولهای یک سیستم است. زمانی که دماسنج را درون ظرفی میگذاریم، مولکولهای پرانرژی مرتب به مخزن دماسنج برخورد کرده و انرژی آنها به مایع دماسنج منتقل میشود و با انبساط مایع درون دماسنج، دماسنج دمای بالاتری نشان میدهد. هرچقدر انرژی این مولکولها بیشتر باشد، دماسنج دمای بالاتری را نشان داده و هرچقدر انرژی این مولکولها کمتر باشد، دماسنج دمای پایینتری را نشان میدهد. اما در یک نقطه، همهی مولکولهای سیستم از حرکت باز میایستند که این دما، صفر مطلق معادل منفی ۲۷۳/۱۵ درجهی سانتیگراد است. رفتن به پایینتر از این دما از نظر تئوری امکانپذیر نیست، چرا که مولکولها تمام انرژی که میتوانستند به صورت گرما به سیستم دیگری بدهند، از دست دادهاند.
نگاه دقیقتر: طبق اصل عدم قطعیت، مولکولها هیچگاه به طور کامل از حرکت نمیایستند و در صفر مطلق، دارای انرژی ارتعاشی هستند که به آن انرژی نقطهی صفر گفته میشود. اما این تنها انرژی ناشی از جابجایی مولکولهاست که دما را نشان میدهد، به همین خاطر، انرژی نقطهی صفر تاثیری روی دما ندارد.
– اَبا اِباد