Quelle est l'échelle de Planck?
En physique, l'échelle de Planck désigne soit une très grande échelle d'énergie (1,22 x 10 19 GeV), soit une échelle de taille très petite (1 616 x 10 -35 mètres) dans laquelle les effets quantiques de la gravité deviennent importants pour la description des interactions de particules. À l'échelle de la taille de Planck, l'incertitude quantique est si intense que des concepts tels que 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. Si un physicien était capable de proposer une théorie quantique de la gravité qui soit en accord avec l'expérience, cela leur garantirait pratiquement un prix Nobel.
C'est un fait fondamental de la physique de la lumière que plus un photon (énergie) transporte de l'énergie, plus sa longueur d'onde est petite. Par exemple, la lumière visible a une longueur d'onde d'environ quelques centaines de nanomètres, tandis que les rayons gamma beaucoup plus énergétiques ont une longueur d'onde de la taille d'un noyau atomique. L'énergie de Planck et la longueur de Planck sont liées en ce qu'un photon devrait avoir une valeur d'énergie à l'échelle de Planck pour 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 de cette énergie, nous ne pourrions pas l'utiliser pour mesurer avec précision quelque chose à l'échelle de Planck - ce serait tellement énergétique que le photon s'effondrerait dans un trou noir avant de renvoyer des informations. . Ainsi, de nombreux physiciens pensent que l’échelle de Planck représente une sorte de limite fondamentale de la distance parcourue. La longueur de Planck est peut-être la plus petite échelle de taille physiquement significative qui existe. Dans ce cas, l'univers peut être considéré comme une tapisserie de «pixels», chacun d'une longueur de diamètre de Planck.
L'échelle d'énergie de Planck est presque incroyablement grande, tandis que l'échelle de taille de Planck est presque incroyablement petite. L'énergie de Planck est environ un quinzième de fois supérieure aux 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 aurait besoin d'une circonférence de taille similaire à celle de l'orbite de Mars, construite à partir d'environ autant de matériaux que notre Lune.
Comme un tel accélérateur de particules ne sera probablement pas construit dans un avenir proche, les physiciens se tournent vers d'autres méthodes pour sonder l'échelle de Planck. On cherche de gigantesques «cordes cosmiques», qui auraient pu être créées quand l'univers dans son ensemble était si chaud et si petit qu'il avait des énergies de niveau Planck. Cela se serait produit dans le premier billion de secondes après le Big Bang.