什么是普朗克量表(Planck Scale)？

在物理學中，普朗克尺度指的是一個非常大的能量尺度（1.22×1019gev）或者是一個非常小的尺度（1.616x10-35m），其中重力的量子效應在描述粒子相互作用時變得非常重要，量子的不確定性是如此強烈，以至于像局域性和因果關系這樣的概...

在物理學中，普朗克尺度指的是一個非常大的能量尺度（1.22×1019gev）或者是一個非常小的尺度（1.616x10-35m），其中重力的量子效應在描述粒子相互作用時變得非常重要，量子的不確定性是如此強烈，以至于像局域性和因果關系這樣的概念變得不那么有意義了。今天的物理學家非常有興趣學習更多關于普朗克尺度的知識，因為量子引力理論是我們目前所缺乏的。如果一個物理學家能夠提出一個與實驗相符的引力量子理論，那么普朗克時代就在宇宙大爆炸之后立即出現光物理的一個基本事實是，光子（光粒子）攜帶的能量越多，它的波長就越小。例如，可見光的波長約為幾百納米，而能量更大的伽馬射線的波長約為原子核的大小，普朗克能量與普朗克長度相關，因為光子需要有普朗克尺度的能量值才能擁有像普朗克長度一樣小的波長如果物理學家能夠提出一個與實驗相符的量子引力理論，這實際上保證了他們獲得諾貝爾獎更復雜的是，即使我們可以創造出一個如此充滿能量的光子，我們也不能用它來精確測量普朗克尺度的東西——它的能量如此之大，以至于光子在返回任何信息之前會坍縮成黑洞。因此，許多物理學家認為，普朗克尺度代表了我們可以探測到的距離有多小的某種基本限制。普朗克長度可能是有物理意義的最小尺度，在這種情況下，宇宙可以被看作是由“像素”組成的織錦，每個像素的直徑都是一個普朗克長度普朗克能量尺度幾乎是難以想象的大，而普朗克尺度則幾乎是難以想象的小。普朗克能量大約是我們最好的粒子加速器所能達到的能量的五分之一倍，而我們最好的粒子加速器是用來創造和觀察奇異的亞原子粒子。一個強大到足以直接探測普朗克比例尺的粒子加速器，需要有一個與火星軌道大小相似的周長，由大約和我們的月球一樣多的物質構成在可預見的將來，這樣的粒子加速器不太可能建成，物理學家們正在尋找其他方法來探測普朗克尺度。一種是尋找巨大的“宇宙弦”，它可能是在宇宙整體太熱、太小而具有普朗克級能量的情況下產生的。這可能發生在第一次宇宙大爆炸后萬億分之一秒

發表于 2020-08-21 16:15
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分類：科學教育

什么是普朗克量表(Planck Scale)？

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