Hva er Planck-skalaen?

I fysikk refererer Planck-skalaen til enten en veldig stor energiskala (1,22 x 10 ¹⁹ GeV) eller en veldig liten størrelsesskala (1.616 x 10 ^-35 meter) der kvanteeffektene av tyngdekraften blir viktige i beskrivelsen av partikkelinteraksjoner. I Planck-størrelsesskalaen er kvanteusikkerheten så intens at konsepter som lokalitet og årsakssammenheng blir mindre meningsfylte. Dagens fysikere er veldig interessert i å lære mer om Planck-skalaen, da en kvanteteori om tyngdekraft er noe vi foreløpig mangler. Hvis en fysiker kunne komme med en kvanteteori om tyngdekraft som stemmer overens med eksperimentet, ville den praktisk garantert gi dem en Nobelpris.

Det er et grunnleggende faktum i fysikk av lys at jo mer energi en foton (lyspartikkel) bærer, desto mindre er en bølgelengde den har. For eksempel har synlig lys en bølgelengde på rundt noen hundre nanometer, mens de mye mer energiske gammastrålene har en bølgelengde omtrent på størrelse med en atomkjerne. Planck-energien og Planck-lengden henger sammen med at et foton må ha en Planck-skalaenergiverdi for å ha en bølgelengde som er så liten som Planck-lengden.

For å gjøre ting enda mer komplisert, selv om vi kunne lage et foton så energisk, kunne vi ikke bruke det til å måle noe på Planck-skalaen - det ville være så energisk at fotonet kollapset i et svart hull før det ga tilbake noen informasjon . Dermed mener mange fysikere at Planck-skalaen representerer en slags grunnleggende grense for hvor små avstander vi kan undersøke. Planck-lengden kan være den minste fysisk meningsfulle størrelsesskalaen, og i så fall kan universet sees på som et billedvev på “piksler” - hver en Planck-lengde i diameter.

Planck-energiskalaen er nesten utenkelig stor, mens Planck-størrelsesskalaen er nesten utenkelig liten. Planck-energien handler om en kvintillion ganger større enn energiene som kan oppnås i våre aller beste partikkelakseleratorer, som brukes til å skape og observere eksotiske subatomære partikler. En partikkelakselerator som er kraftig nok til å undersøke Planck-skalaen direkte, vil trenge å ha en omkrets som er lignende i størrelse som Mars-bane, konstruert av omtrent like mye materiale som månen vår.

Siden en slik partikkelakselerator ikke er sannsynlig å bli bygget i overskuelig fremtid, ser fysikere på andre metoder for sondering av Planck-skalaen. Man leter etter gigantiske “kosmiske strenger” som kan ha blitt skapt da universet som helhet var så varmt og lite at det hadde energier på Planck-nivå. Dette ville ha skjedd i den første billioner sekundet etter Big Bang.