Quelle est l'échelle de Planck?

En physique, l'échelle de Planck fait référence soit à une très grande échelle d'énergie (1,22 x 10 ¹⁹ GEV) ou à une échelle de taille très minuscule (1,616 x 10

-35

mètres) où les effets quantiques de la gravité deviennent importants pour décrire les interactions des particules. À l'échelle de la taille de Planck, l'incertitude quantique est si intense que les concepts comme la localité et la causalité deviennent moins significatifs. Les physiciens d'aujourd'hui sont très intéressés à en savoir plus sur l'échelle de Planck, car une théorie quantique de la gravité est quelque chose qui nous manque actuellement. Étaient un physicien capable de proposer une théorie quantique de la gravité qui est d'accord avec l'expérience, cela leur garantirait pratiquement un prix Nobel.

C'est un fait fondamental de la physique de la lumière qui, plus il y a une énergie (une particule légère), plus il est plus petite. Par exemple, la lumière visible a une longueur d'onde d'environ quelques centaines de nanomètres, tandis que les rayons gamma beaucoup plus énergiques ont une longueur d'onde sur la taille d'un noyau atomique. LeL'énergie de Planck et la longueur de Planck sont liées en ce sens qu'un photon devrait avoir une valeur d'énergie à l'échelle de Planck afin d'avoir une longueur d'onde aussi petite que la longueur de Planck.

Pour rendre les choses encore plus compliquées, même si nous pouvions créer un photon aussi énergique, nous ne pourrions pas l'utiliser pour mesurer précisément quelque chose à l'échelle de Planck - il serait si énergique que le photon s'effondrerait dans un trou noir avant qu'il ne renvoie aucune information. Ainsi, de nombreux physiciens croient que l'échelle de Planck représente une sorte de limite fondamentale à la taille des distances que nous pouvons sonder. La longueur de Planck peut être la plus petite échelle de taille physiquement significative, auquel cas l'univers peut être considéré comme une tapisserie de «pixels» - chacun une longueur de planck en diamètre.

L'échelle d'énergie de Planck est presque inimaginable, tandis que l'échelle de taille de Planck est presque inimaginable. Le planL'énergie CK est environ un quintille de fois plus grande que les énergies réalisables dans nos meilleurs accélérateurs de particules, qui sont utilisés pour créer et observer des particules subatomiques exotiques. Un accélérateur de particules suffisamment puissant pour sonder directement l'échelle de Planck devrait avoir une circonférence de taille similaire à l'orbite de Mars, construite à partir de autant de matériau que notre lune.

Étant donné qu'un tel accélérateur de particules ne sera probablement pas construit dans un avenir prévisible, les physiciens se tournent vers d'autres méthodes pour sonder l'échelle de Planck. L'un est à la recherche de gigantesques «cordes cosmiques» qui peuvent avoir été créées lorsque l'univers dans son ensemble était si chaud et petit qu'il avait des énergies au niveau de Planck. Cela se serait produit dans le premier trillionème de seconde après le Big Bang.