Dado que existe un límite máximo para la velocidad de las partículas (la velocidad de la luz), ¿por qué no existe una “temperatura máxima”?

Porque la temperatura no está directamente relacionada con la velocidad de las partículas, sino con su energía cinética. En el tipo de velocidades relativistas que está imaginando, el simple medio mv cuadrado será reemplazado por una ecuación relativista, que hace que la energía cinética se acerque al infinito cuando la velocidad se aproxima a la velocidad de la luz.

¡Buena pregunta! Excelente, en realidad!

Bueno, la idea de la temperatura en la física clásica es que, a medida que aumenta la temperatura de un cuerpo, la energía cinética promedio de sus partículas constituyentes (átomos, moléculas, lo que sea) aumenta y, por lo tanto , aquí viene el truco, su velocidad promedio también aumenta.

Pero eso solo es cierto hasta cierto punto. Cuando la temperatura es tan alta que la velocidad promedio de las partículas comienza a alcanzar valores relativistas, si calienta más la materia, su energía cinética aumenta, la primera parte de la declaración anterior sigue siendo válida, pero su velocidad promedio tiende a la velocidad de luz.

Entonces, hay un límite para la velocidad de las partículas, pero no hay límite para su energía cinética.

La relatividad impone un límite a la velocidad, pero no impone ningún límite a la energía cinética.

Entonces debe haber algunos gases muy calientes, llamémoslos gases relativistas , o plasma, creo que esa es la palabra que deberíamos usar aquí, cuyas partículas constituyentes se mueven cerca de la velocidad de la luz. Si calienta más el plasma, aumenta la energía cinética de las partículas sin aumentar su velocidad.

¿Hay algún plasma relativista en la naturaleza? Quizás en el interior de algunas estrellas muy calientes, pero un astrofísico estaría mejor calificado que yo para responder esta pregunta.

Puede haber ocurrido también poco después del Big Bang, pero algunos tipos aquí que saben más que yo podrían responder eso.

Pero, volviendo a su pregunta, hay un límite de velocidad, pero no un límite teórico de temperatura, por las razones expuestas anteriormente.

La velocidad es un atributo primario definido matemáticamente de un objeto individual. La temperatura, por otro lado, es un atributo secundario estadísticamente definido de un grupo de objetos.

A temperaturas extremadamente altas, si el grupo de objetos sigue un tipo de distribución de energía drásticamente diferente, el significado de la temperatura podría perder su significado.

Es por esta razón que no tiene sentido afirmar que hay una temperatura máxima de la forma en que tenemos una velocidad máxima.

Contrariamente a lo que algunas respuestas aquí han declarado, la temperatura de Planck no ha demostrado ser la temperatura máxima. Es simplemente una temperatura compuesta por la combinación de varias constantes físicas.

En realidad, muchos físicos creen que hay una temperatura máxima. Se cree que la temperatura máxima es 1.416833 (85) x 10 ^ 32 grados Kelvin, y a temperaturas superiores a ella, las leyes de la física simplemente dejan de existir.

Los valores de Planck para nuestro espacio-tiempo predicen un cero absoluto para el movimiento molecular, y un punto donde no es posible que la materia o la energía se muevan más rápido sin romper lo que entendemos como espacio-tiempo.

Se cree que esta temperatura máxima es 1.417 x 10 ^ 32 grados Kelvin. Por encima, las leyes de la física simplemente ya no se aplican.

Eso se llama la temperatura del tablón. Es solo un postulado.

Probablemente deberías leer:

Calor absoluto – Wikipedia

La hipótesis (no comprobada) es que la “temperatura de planck” (142 quintillones de kelvins) es el límite superior. ¡La explicación de POR QUÉ este es un límite está un poco más allá de donde se infringe mi nivel de confianza en mi conocimiento de la física!

Podría decir algo a mano, pero deberías leer el artículo de Wikipedia.

Todo esto depende de lo que surja como la teoría cuántica de la gravedad, o de cómo se desarrolla la teoría de cuerdas.

Realmente no lo sabemos.

Hay una temperatura máxima. Se llama la temperatura de Planck, y se cree que está alrededor de 1.416833 x 10 ^ 32 Kelvin. Por encima, la física se rompe.