Was ist die Planck-Skala?
In der Physik bezieht sich die Planck-Skala entweder auf eine sehr große Energieskala (1,22 x 10 19 GeV) oder auf eine sehr kleine Größenskala (1,616 x 10 -35 Meter), bei der die Quanteneffekte der Schwerkraft für die Beschreibung von Teilchenwechselwirkungen von Bedeutung sind. Auf der Planck-Größenskala ist die Quantenunsicherheit so hoch, dass Konzepte wie Lokalität und Kausalität an Bedeutung verlieren. Die heutigen Physiker sind sehr daran interessiert, mehr über die Planck-Skala zu lernen, da uns derzeit eine Quantentheorie der Schwerkraft fehlt. Wäre ein Physiker in der Lage, eine mit dem Experiment übereinstimmende Quantentheorie der Schwerkraft zu entwickeln, würde dies ihm praktisch einen Nobelpreis garantieren.
Es ist eine grundlegende Tatsache der Physik des Lichts, dass je mehr Energie ein Photon (Lichtteilchen) trägt, desto kleiner ist seine Wellenlänge. Beispielsweise hat sichtbares Licht eine Wellenlänge von einigen hundert Nanometern, während die viel energetischeren Gammastrahlen eine Wellenlänge von etwa der Größe eines Atomkerns haben. Die Planck-Energie und die Planck-Länge stehen insofern in Beziehung, als ein Photon einen Energiewert im Planck-Maßstab haben müsste, um eine Wellenlänge zu haben, die so klein ist wie die Planck-Länge.
Um die Dinge noch komplizierter zu machen, selbst wenn wir ein Photon mit dieser Energie erzeugen könnten, könnten wir es nicht verwenden, um etwas auf der Planck-Skala genau zu messen - es wäre so energiegeladen, dass das Photon in ein Schwarzes Loch kollabieren würde, bevor es Informationen zurückgibt . Aus diesem Grund glauben viele Physiker, dass die Planck-Skala eine Art fundamentale Grenze dafür darstellt, wie klein die Entfernungen sind, die wir untersuchen können. Die Planck-Länge kann die kleinste physikalisch bedeutsame Größenskala sein, in diesem Fall kann das Universum als ein Gobelin von „Pixeln“ betrachtet werden - jeweils eine Planck-Länge im Durchmesser.
Die Planck-Energieskala ist fast unvorstellbar groß, während die Planck-Größenskala fast unvorstellbar klein ist. Die Planck-Energie ist ungefähr eine Billion Mal größer als die in unseren allerbesten Teilchenbeschleunigern erzielbaren Energien, mit denen exotische subatomare Teilchen erzeugt und beobachtet werden. Ein Teilchenbeschleuniger, der stark genug ist, um die Planck-Skala direkt abzutasten, müsste einen Umfang haben, der der Umlaufbahn des Mars ähnelt und aus ungefähr so viel Material besteht wie unser Mond.
Da ein solcher Teilchenbeschleuniger in absehbarer Zeit wahrscheinlich nicht gebaut wird, suchen Physiker nach anderen Methoden, um die Planck-Skala zu untersuchen. Man sucht nach gigantischen „kosmischen Ketten“, die möglicherweise entstanden sind, als das Universum als Ganzes so heiß und klein war, dass es Energien auf Planck-Ebene hatte. Dies wäre in der ersten Billionstel Sekunde nach dem Urknall geschehen.