15. Jaka jest najwyższa możliwa temperatura?

Pytanie dotyczy zjawisk, do opisu których wciąż brakuje spójnej teorii.

Pytanie dotyka najgorętszego, nomen omen, zagadnienia współczesnej fizyki. Jednocześnie dowodzi potęgi współczesnych nauk ścisłych, jak i obnaża ich słabości. Dotyczy bowiem zjawisk, do opisu których wciąż brakuje spójnej teorii. Można powiedzieć, w przenośni oczywiście, że dwie wspaniałe, potwierdzone eksperymentalnie konstrukcje teoretyczne – ogólna teoria względności oraz mechanika kwantowa – nie wytrzymują wpływu tak wysokiej temperatury.

Zgodnie z powszechnie akceptowaną, najpopularniejszą teorią oddziaływań podstawowych – Modelem Standardowym, ostateczną granicę stanowi tzw. temperatura Plancka. Nie oznacza to jednak na sto procent, że na pewno nie sposób osiągnąć temperatury wyższej niż owe 1,416785’1032 st. Kelvina.

Temperatura Plancka jest niewyobrażalnie wysoka – miliardy miliardów miliardów miliardów albo i więcej razy przekraczająca temperatury charakterystyczne dla zjawisk, które zwykły nas interesować. W zakresie tak wysokich energii wszystkie cztery oddziaływania podstawowe (elektromagnetyczne, słabe, silne, grawitacyjne) przyjmują najprawdopodobniej identyczną formę i intensywność, podobnie jak to miało miejsce w pierwszych chwilach istnienia wszechświata. Niestety, mimo prawie stu lat wytężonych wysiłków fizycy nie opracowali teorii, która zdołałaby ująć w spójny sposób oddziaływania grawitacyjnego i trzech pozostałych oddziaływań. Mówiąc inaczej – wciąż nie wiedzą, jak skwantować grawitację.

Teoria strun, superstrun, M-teoria, pętlowa grawitacja kwantowa i inne, coraz bardziej wyrafinowane i spekulatywne teorie usiłujące wejść na terytorium niedostępne dla Modelu Standardowego – każda z nich generuje własne przypuszczenia na temat najwyższej możliwej temperatury, ale żadna nie czyni tego w sposób jednoznaczny.