Lo spazio è un luogo di estremi, dove il concetto di temperatura assume significati sorprendentemente variabili. Mentre alcuni angoli dell’universo possono sorprendentemente scaldarsi, anche lontano da qualsiasi stella, ci si potrebbe chiedere quale sia il limite inferiore di questa scala termica. Il punto più freddo dell’universo, come è stato identificato e cosa ci dice sulla natura del cosmo?
Lo zero assoluto, pari a 0 K (-273,16°C o -459,68°F), rappresenta il limite teorico oltre il quale la materia non può essere ulteriormente raffreddata. Ma esiste un limite pratico a questa fredda frontiera? La ricerca scientifica ha spinto la comprensione di questo limite, raffreddando gruppi di atomi fino a temperature infinitesimalmente vicine allo zero assoluto attraverso tecniche come il raffreddamento a laser seguito da espansione.
Nonostante gli sforzi umani nel raggiungere temperature estreme in laboratorio, la natura sembra avere ancora il sopravvento quando si tratta di vastità e condizioni naturali. Per studiare il comportamento di sostanze come l’elio liquido in quantità sostanziali, è necessario raffreddare non solo la sostanza stessa, ma anche l’ambiente circostante a pochi gradi sopra lo zero assoluto.
Dopo il Big Bang, l’universo, inizialmente surriscaldato, si è raffreddato espandendosi, simile a un gas in un ciclo di refrigerazione. La radiazione cosmica di fondo, residuo energetico dell’esplosione originaria, stabilisce una sorta di pavimento termico a 2,7 K (-455°F) che si estende ovunque nell’universo. Con il passare del tempo, questa temperatura diminuirà ancora, ma lo farà molto lentamente.
La Nebulosa Boomerang, situata a circa 5.000 anni luce dalla Terra, detiene il primato del luogo naturale più freddo conosciuto nell’universo, con una temperatura di appena 1 K (-458°F). Questa nebulosa assorbe energia dalla radiazione cosmica di fondo circostante, anziché emetterla come normalmente farebbe l’ambiente di una stella. La sua temperatura è stata confermata da molteplici studi e si pensa che la sua rapida espansione, probabilmente causata dall’interazione gravitazionale con una stella intrusa, sia la ragione di tale freddo estremo.
Nonostante la Nebulosa Boomerang sia relativamente giovane in termini cosmici e stia già iniziando a riscaldarsi, è probabile che non sia l’unica nebulosa planetaria a sperimentare processi simili che potrebbero portare a temperature ancora più basse.
Se la temperatura è definita come il movimento casuale delle particelle che compongono un sistema, le temperature negative dovrebbero essere impossibili. Tuttavia, esistono definizioni alternative di temperatura che includono il concetto di ordine all’interno di un sistema, con un maggiore ordine che equivale a temperature più basse. Queste definizioni aprono la possibilità teorica di temperature negative, che potrebbero esistere, ad esempio, nelle atmosfere dei pianeti giganti gassosi.
Accettando queste definizioni, qualsiasi luogo con temperature negative supererebbe un luogo con una temperatura di un grado sopra lo zero assoluto. Tuttavia, è improbabile che molti considerino queste condizioni come rappresentative di un “luogo”, quindi sembra che la Nebulosa Boomerang mantenga il suo titolo del luogo più freddo dell’universo.
