¿Cuál es la temperatura más baja posible?

El cero absoluto se considera el límite más bajo de temperatura termodinámica, que es un estado en el que la entalpía y la entropía de cierto gas ideal si se enfría alcanza su mínimo valor. Se entiende como cero kelvin. Las partículas tienen una vibración mínima en su movimiento, conservando sólo el movimiento mecánico cuántico de las partículas que es inducido por la energía del punto cero.

De forma teórica se determina la temperatura, extrapolando la ley de gases ideales. Por acuerdos internacionales el cero absoluto se lo considera como -273,75 grados en la escala Celsius, equivalentes a -459,67 grados en la escala Fahrenheit.

Las escalas de temperatura pertenecientes a Kelvin y Rankine fijan sus puntos cero en el que es el cero absoluto por definición.

El cero absoluto

El límite más bajo de la escala de temperatura termodinámica se denomina cero absoluto. Es un estado donde la entalpía y la entropía de un gas que se enfría alcanza su mínimo valor.

Habitualmente se considera que esa es la temperatura más baja posible, pero no sería el estado de entalpía más bajo posible, ya que todas las sustancias comienzan a apartarse del gas ideal al enfriarse y acercarse al cambio de estado a líquido, posteriormente a sólido. Y después la suma de la entalpía de vaporización cuando el gas pasa a líquido. La entalpía de fusión, del líquido al sólido, supera al cero absoluto.

En su descripción mecánico-cuántica la materia en estado sólido en el cero absoluto está en estado básico, en su punto de menor energía interna.

La nebulosa más fría

En el año 1980 se descubrió en el Observatorio Siding Spring, en Australia, por primera vez una nebulosa. Por las limitaciones de esa época, los astrónomos vieron solamente una ligera asimetría en sus lóbulos, con una forma que se asemejaba a un boomerang. Por eso los científicos le pusieron el nombre de nebulosa Boomerang.

Ante la intriga de porqué esta nebulosa es el lugar más gélido del Universo, se debe considerar que, si nuestro objetivo fuera saber qué región es la más fría, por sentido común llegaríamos a la conclusión de que deberíamos alejarnos la mayor distancia posible de las fuentes de calor, como las estrellas, galaxias o nubes de gas.

El límite del frío cósmico

De esa forma, eliminando las fuentes exteriores de calor y suponiendo que la materia interna tuviera partículas con un movimiento extremadamente lento para evitar la generación de calor en su interior, se podría alcanzar el límite del frío cósmico.

En cualquiera de los casos, el calor del Fondo Cósmico de Microondas impediría bajar de los 3°C.

Sin embargo, la nebulosa Boomerang supera es marca sin estar en una zona inhóspita y extremadamente periférica. Sus bajas temperaturas, estando relativamente cerca de nuestro planeta, dependen mucho de un gas que desprende esta nebulosa.

En su expansión adiabática expulsa un gas a velocidades increíbles mientras que se va enfriando. Ese parece ser su secreto.

Con todo lo anterior, podemos considerar que estando lejos o cerca hay elementos de nuestro universo que tienen secretos para permanecer muy fríos. Sólo hay que revelarlos y se descubre el misterio.