Hvad er Planck-skalaen?

I fysik refererer Planck-skalaen til enten en meget stor energiskala (1,22 x 10 ¹⁹ GeV) eller en meget lille størrelsesskala (1.616 x ^10-35 meter), hvor tyngdekraftens kvantevirkninger bliver vigtige i beskrivelsen af ​​partikelinteraktioner. I Planck-størrelsesskalaen er kvanteusikkerheden så intens, at begreber som lokalitet og kausalitet bliver mindre meningsfulde. Dagens fysikere er meget interesserede i at lære mere om Planck-skalaen, da en kvanteteori om tyngdekraft er noget, vi i øjeblikket mangler. Hvis en fysiker var i stand til at komme med en kvanteteori om tyngdekraft, der er enig i eksperimentet, ville den praktisk talt garantere dem en Nobelpris.

Det er en grundlæggende kendsgerning for fysik i lys, at jo mere energi en foton (lyspartikel) bærer, jo mindre er en bølgelængde. F.eks. Har synligt lys en bølgelængde på omkring et par hundrede nanometer, mens de meget mere energiske gammastråler har en bølgelængde omkring størrelsen på en atomkerne. Planck-energien og Planck-længden hænger sammen, idet en foton skal have en Planck-skalaenergiverdi for at have en bølgelængde så lille som Planck-længden.

For at gøre tingene endnu mere komplicerede, selvom vi kunne skabe en foton så energisk, kunne vi ikke bruge den til præcist at måle noget i Planck-skalaen - det ville være så energisk, at fotonet ville kollapse i et sort hul, før det gav nogen information tilbage . Mange fysikere mener således, at Planck-skalaen repræsenterer en slags grundlæggende grænse for, hvor små afstand vi kan undersøge. Planck-længden kan være den mindste fysisk meningsfulde størrelsesskala, der er, i hvilket tilfælde universet kan betragtes som et billedteppe af ”pixels” - hver en Planck-længde i diameter.

Planck-energiskalaen er næsten ufattelig stor, mens Planck-størrelsesskalaen er næsten ufattelig lille. Planck-energien handler om en kvintillion gange større end de energier, der kan opnås i vores allerbedste partikelacceleratorer, som bruges til at skabe og observere eksotiske subatomære partikler. En partikelaccelerator, der er kraftig nok til at undersøge Planck-skalaen direkte, ville have en omkreds, der svarer til størrelsen som Mars 'bane, konstrueret af omtrent lige så meget materiale som vores måne.

Da en sådan partikelaccelerator ikke sandsynligvis vil blive bygget i en overskuelig fremtid, ser fysikere på andre metoder til sondering af Planck-skalaen. Man leder efter gigantiske “kosmiske strenge”, som måske er blevet skabt, når universet som helhed var så varmt og lille, at det havde planck-energier. Dette ville have fundet sted i den første billion af et sekund efter Big Bang.