Quelle est la température la plus basse que l'on puisse atteindre? Et la plus haute?...

            Deux questions d'un coup, c'est de la triche... Mais bon, faisons une effort.

            Pour la question de la plus basse température, le plus étonnant est qu'il en existe une. En effet, pourquoi ne peut-on pas imaginer de températures de -300°C ou de -2000°C? Après tout, il y a bien des températures de +300°C ou +2000°C?...

            Il faut alors bien comprendre que la température de la matière est liée à son énergie:

                 Fournir de l'énergie (de la chaleur) à un bloc de fer, par une réaction chimique (une flamme) par un passage de courant électrique, ou même par frottement, c'est agiter les atomes qui le constitue. Si on les agite trop, ils finissent même par rompre leurs liens inter atomiques, et partent vivre leur vie chacun de leur côté: le fer est alors devenu liquide, voir même gazeux si on n'y a pas été de main morte.

Atome a température ambiante et atome "congelé"

                Vous comprenez alors que refroidir le même bloc de fer, c'est ralentir l'agitation de ses atomes. Mais il y a une limite au ralentissement: quand on est immobile, c'est difficile de ralentir encore... Ainsi, on atteint la plus basse température lorsque tous les mouvements ont cessé. La température est alors de -273,15°C, et il n'y a pas plus froid.

                D'ailleurs, comme cette température est la plus basse possible, les physiciens en ont fait l'origine d'une échelle de température: l'échelle Kelvin. Ainsi, 0 Kelvin correspond à -273,15°C et 273,15 Kelvin est égal à 0°C. Plus de températures négatives dans cette échelle!

                Remarquez que dire que "tous" les mouvements sont arrêtés à s'il fait aussi froid est un peu imprécis. En réalité les mouvements à l'intérieur des atomes sont encore possibles (électrons, ou nucléons dans le noyaux qui continuent à s'agiter). Des déformations sont même possibles puisque la radioactivité (émission de particules venant du noyau, ou même de morceaux de noyaux) existe encore.

                Dans la nature, on n'atteint pas de températures aussi basses, mais pas loin: le vide de l'espace, loin entre les galaxies se situe a une température (dite "de rayonnement" car il n'y a pas de matière ici) de 3 Kelvins...

                Pour ce qui est maintenant des très hautes températures, il semble bien qu'il n'y ait pas de limite supérieure (pour l'instant). Le record naturel serait (mais ce n'est qu'une estimation toute théorique) de 10³² Kelvins pour la température de l'espace, 10^-43s après le Big-Bang... Sinon, pour des situations plus "classiques", 6000 K pour la surface du Soleil, 15 millions de Kelvins pour son centre, 100 millions de Kelvins au coeur d'une explosion de bombe thermonucléaire, et on dépasse depuis bien longtemps les limites de ce que l'on peut se représenter. Et dire qu'au-delà de 45°C (318 K), notre bain nous fait crier...