Welche Temperatur im Vakuum?

[rgHorus]

Temperatur hat ja was mit Teilchen zu tun. Aber im richtigen Vakuum gibt es ja keine Teilchen! Welche Temperatur herrscht dann aber dort? Gibt es überhaupt eine Temperatur? Die muss es doch aber geben, oder?

[BLOODTHIRST]

hmmm gute frage, im vollkommenen vakuum müsste eigentlich tatsächlich 0 K (-273,15°C) herrschen. ich hab mal gelesn das im weltraum (welches ja kein absolut leererraum ist) 3 K herrschen. diese seien noch restwärme vom urknall so eine theorie, doch es kühlt sich ab, ob es sich jedoch auch ohne ausdehnung (und die daraus resultierende "verdünnung") abkühlen würde weiss ich leider nicht.
EDIT: achso oder wolltest du ne begründung warum es überhaupt eine temperatur hat???
0 K ist ja definiert als keine teilchenbewegung, im vakuum gibts keine teilchen also auch keine derartige bewegung -> 0 K

[Enkidu]

Zuerst mal der Versuch einer Definition von Temperatur: Temperatur ist die Schwingung von Atomkernen untereinander, d.h. jeder Atomkern hat seine eigene Geschwindigkeit - unabhängig von der Gesamtgeschwindigkeit eines Körpers! Sind zwei Atomkerne auf Konfrontationskurs und sind ihre individuelle Geschwindigkeiten groß genug um die Abstoßungskräfte zu überwinden gehen sie eine Bindung ein. Das kann dann z.B. eine Verbrennung bei hohen Temperaturen sein oder -leider- auch das Rosten deines Auto.
Bei niedrigen Temperaturen (=niedrige Geschwindigkeiten der Atomkerne) sind die Abstoßungskräfte der Atome zu groß um eine Bindung einzugehen. In diesem Fall prallen die Atome voneinander ab, wobei das Energiereichere einen Teil seiner Geschwindigkeit auf das Andere überträgt.

Um auf deine Frage zurückzukommen: es ist unmöglich ein "richtiges" Vakuum zu erzeugen. Egal wie du es anstellst, es werden immer Teilchen zurückbleiben, die eine Temperatur haben. Im Weltraum z.B. hat man eine Temperatur knapp über dem absoluten Nullpunkt (ca. -270 °C). Ein Teilchen mit einer höheren Temperatur wird seine Energie durch das Aufprallen auf andere Teilchen und durch Strahlung abgeben.

Der Grund warum man kein absolutes Vakuum erzeugen kann liegt in der Quantenmechanik. Der Raum, in dem du ein Vakuum erzeugen möchtest, besitzt selbst eine gewisse Energie. Daraus wird für einen sehr kurzen Augenblick ein gewisser Energiebetrag "ausgeliehen" um ein Teilchen zusammen mit seinem Antiteilchen zu erzeugen, welche sich wieder -fast im selben Moment- vernichten und die Energie dem Raum wieder zurückgeben. Trotz dieser kurzen Lebenszeit machen diese "Geisterteilchen" ein absolutes Vakuum unmöglich.