El cero absoluto se encuentra exactamente a -273,15 °C y representa el límite inferior de temperatura. La escala Kelvin comienza justamente en ese punto: 0 K equivale a esos 273,15 grados bajo cero.

La naturaleza llegó a acercarse hasta aproximadamente un grado de esa marca. En los laboratorios, los científicos redujeron esa distancia a una fracción diminuta, mediante experimentos con átomos enfriados y condiciones de microgravedad.

Cero absoluto: por qué nada en el universo puede llegar a los 273 grados bajo cero

En 1848, el físico británico William Thomson, conocido como Lord Kelvin, desarrolló una escala absoluta de temperatura cuyo punto de partida quedó situado en 0 K o -273,15 °C. Cada kelvin representa la misma variación de temperatura que un grado Celsius.

El problema aparece cuando se intenta llegar físicamente hasta ese cero. A medida que un sistema se enfría, resulta cada vez más difícil quitarle la energía restante. Para alcanzar exactamente 0 K habría que completar un proceso que no puede resolverse mediante una cantidad finita de operaciones.

Ese límite quedó asociado a la tercera ley de la termodinámica, desarrollada a comienzos del siglo XX a partir de los trabajos del químico y físico alemán Walther Nernst. Se puede bajar cada vez más la temperatura, pero no alcanzar exactamente el punto final.

Cero absoluto: por qué nada en el universo puede llegar a los 273 grados bajo cero.

La mecánica cuántica agrega otra particularidad. Incluso en el estado de energía más bajo posible existe una energía residual, conocida como energía de punto cero. Por eso, describir el cero absoluto simplemente como el instante en que todas las partículas quedan completamente inmóviles no alcanza para explicar qué ocurre a escala cuántica.

Los científicos, sin embargo, consiguieron aproximarse tanto que las diferencias ya no se expresan cómodamente en grados Celsius. Para medirlas se utilizan nanokelvin y picokelvin: fracciones de una milmillonésima y una billonésima de kelvin.

La Nebulosa Boomerang está a solo un grado del cero absoluto

El lugar natural más frío conocido no está en la Antártida ni en alguna región alejada entre galaxias. Es la Nebulosa Boomerang, situada a unos 5.000 años luz de la Tierra, en dirección a la constelación de Centauro.

Se trata de una nebulosa protoplanetaria formada alrededor de una estrella que atraviesa las últimas etapas de su evolución. El objeto expulsa sus capas externas a velocidades que superan los 150 kilómetros por segundo.

Esa expansión extremadamente rápida provoca un fuerte enfriamiento del gas. Las mediciones realizadas sobre la nebulosa situaron su temperatura alrededor de 1 K, equivalente a aproximadamente -272,15 °C.

La Nebulosa Boomerang está a solo un grado del cero absoluto.

El dato resulta excepcional porque el propio espacio tiene una temperatura superior. La radiación cósmica de fondo, remanente del Big Bang que atraviesa el universo, se encuentra alrededor de los 2,725 K.

La Boomerang consigue bajar de ese valor mediante la expansión de sus gases. Las observaciones realizadas con ALMA permitieron estudiar el fenómeno y llevaron a considerar la posible intervención de una segunda estrella para explicar una expulsión de material tan intensa.

El experimento que quedó a 38 picokelvin del límite

La búsqueda del frío extremo tiene más de un siglo. En 1908, Heike Kamerlingh Onnes consiguió licuar helio en Leiden y abrió una nueva etapa en los experimentos de bajas temperaturas.

Décadas después aparecieron técnicas capaces de controlar directamente átomos. En 1995, investigadores de JILA produjeron uno de los primeros condensados de Bose-Einstein, un estado de la materia que había sido anticipado teóricamente por Satyendra Nath Bose y Albert Einstein.

Uno de los experimentos más extremos llegó en 2021. Un equipo dirigido por Ernst Rasel trabajó con alrededor de 100.000 átomos de rubidio, previamente enfriados hasta formar un condensado de Bose-Einstein.

El experimento que quedó a 38 picokelvin del límite.

La escala queda más clara al compararla con el frío terrestre. La temperatura mínima medida directamente en la superficie de la Tierra fue de -89,2 °C en la base Vostok, en la Antártida, el 21 de julio de 1983.

La estación está ubicada a 3.420 metros de altitud y a unos 1.300 kilómetros del Polo Sur geográfico. Aun con aquellos -89,2 °C, entre Vostok y el cero absoluto permanecían casi 184 grados.