Это фундаментальный масштабный фактор, который равен 1,6·10^−35 метрам. Такое расстояние преодолеет свет за планковское время (5.3Х10^-44 секунд) . Многие физики уверены, что нету ничего меньше этой длины, что там пространства и времени вовсе не существует.
Неужели не могут быть масштабы меньше длины Планка?
Лучший ответ
В результате экспериментов по обнаружению «зернистости» (степени квантования) пространства, которые состояли в измерении степени поляризации гамма-излучения, приходящего от далёких мощных источников, выяснилось, что в излучении гамма-всплеска GRB041219A, источник которого находится на расстоянии 300 млн световых лет, зернистость пространства не проявляется вплоть до размеров 10^−48 м, что в 10^14 раз меньше планковской длины
Остальные ответы
Если нет ничего меньше — это то и значит.
да уж, с таким вопросом
это ты верно угадал,
их только здесь и задавать,
ответят 100% и по существу
ЗЫ
масштабы могут быть и меньше (вероятно) но,
ЧТО ТАКОЕ ПЛАНКОВСКАЯ ТЕМПЕРАТУРА? САМАЯ БОЛЬШАЯ ТЕМПЕРАТУРА ВО ВСЕЛЕННОЙ
вот только «линеек «таких пока не наделали
Физики говорят: существует только то, что можно измерить. Длины, которые принципиально нельзя измерить, следовательно, не существуют. Нет смысла рассуждать о них, потому что с нашим физическим миром они никак не соотносятся.
,,многие физики уверены . откуда вы это взяли? это клевета и ложь. масштабы меньше долины планка существуют, только на таких масштабах известная нам физика не работает. там действуют другие, не известные науке законы.
Это за пределами реального материалистического мира. Отрезок меньше длины Планка виртуален (мнимый, не достижимый, не воплащёный). Здесь действительно нужна другая физика, которая давно стучится в дверь, но ей не открывают двери.
Попробуй разобраться, что такое центр массы тела (ЦМТ). Если я правильно понимаю, для точного описания расстояния между ЦМТ двух тел (произвольно подобранных) не хватит вообще никакой конечной точности (ни 10^-35 м, ни 10^48 м . никакой).
Т. е., какими бы маленькими «ячейки координатной сетки» пространства ни были, всё равно можно (если постараться) подобрать два тела так, чтобы ЦМТ хотя бы одного из них попал «между» этими «ячейками».
Точно также как любое рациональное число — всегда может быть выражено двумя целыми числами.
Источник: otvet.mail.ru
Что такое планковская длина?
Масштаб Вселенной невероятно сложно представить. Подумайте о самом большом, что вы можете придумать. Это может быть настолько большой объект, насколько вы можете себе представить. Но масштаб Вселенной все равно будет на много порядков больше этого. Он намного больше, чем вы можете себе представить.
Планковская длина и планковский объем. Что это такое? Чему равны?
Но что самое интересное, что он к тому же и меньше, чем вы можете себе представить. Подумайте о самом маленьком, что вы можете вообразить — бактерии, вирусы, атомы? Но во Вселенной есть длина на много порядков меньше любого атома.
И в этом проблема. Большинство из нас не может постичь масштаб Вселенной, потому что он совершенно не связан с чем-либо, с чем мы имеем дело в повседневной жизни.
Например, есть как минимум 10 секстиллионов звезд — это 10 с 22 нулями. Это в тысячи раз больше, чем песчинок на всех пляжах Земли. Но вы, может быть, слышали об этом раньше.
Возможно, вы не слышали, что Вселенная «даже меньше, чем больше». Например, наименьшая возможная длина (планковская дина), согласно теории, составляет около 1,61 · 10 -35 метров. Она настолько мала, что если бы атом был размером с Землю, планковская длина была бы намного меньше, чем даже головка булавки. Фактически, планковский объем, который имеет длину в кубе или примерно 4 · 10 -105 кубических метров, настолько мал, что внутри кубического метра больше планковских объемов, чем кубических метров в известной Вселенной.
Что такое планковская длина и как мы можем ее представить? И почему именно она самая маленькая во Вселенной?
Начнем со шкалы человеческого существа, потому что это, вероятно, самая подходящая шкала, о которой мы можем думать. Представьте себе обычные вещи, с которыми мы имеем дело каждый день — здесь все просто.
Теперь давайте уменьшимся на один порядок, так что теперь мы смотрим на вещи в масштабе примерно 10 сантиметров. Это такие объекты, как например, мышь-землеройка — одна из самых маленьких млекопитающих на Земле, или куриное яйцо.
Теперь двинемся немного быстрее, допустим, в тысячу раз меньше человеческого масштаба, порядка 1 миллиметра или одной тысячной метра. Здесь вы найдете такие вещи, как песчинка длиной около полумиллиметра или тихоходка — микроскопическое беспозвоночное, которое очень сложно увидеть невооруженным глазом.
Далее перейдем в размеры в 1000 раз меньше предыдущих. Теперь мы будем в сто раз меньше ширины человеческого волоса. И в десять раз меньше даже бактерий. Здесь мы можем найти такие объекты, как большие вирусы. В отличие от бактерий, 99% которых для вас безвредны, за некоторым исключением.
Уменьшим размеры еще в 1000 раз. Это уже нанометры, или одна миллиардная часть метра. Сейчас мы видим вселенную, которую не можем увидеть в оптические телескопы. Эти размеры в десять раз меньше ДНК, основы всей жизни на Земле. Это масштаб размера молекул, таких как молекула глюкозы, которые ваше тело использует в качестве источника энергии.
И масштаб самого большого атома — цезия.
Уменьшим размеры еще в 1000 раз. Это одна триллионная часть метра. Это порядок длины волны гамма-излучения. Это электромагнитное излучение наивысшей энергии, состоящее из фотонов с наибольшей энергией. Гамма-лучи излучаются во время ядерного взрыва и высокоэнергетического космологического явления, такого как взрывы звезд непосредственно перед их коллапсом в черную дыру.
Уменьшим размеры еще в 1000 раз. Это одна квадриллионная часть метра (1· 10 -15 м). Это размер частиц, составляющих ядра всех атомов, протонов и нейтронов.
Однако размер типичного атома в 100 000 раз больше, чем его ядро. Итак, если бы атом был размером с футбольный стадион, ядро было бы маленьким шариком, расположенным в самом центре.
Можно подумать, что мы приближаемся к наименьшему из существующих размеров — длине планка. Но мы еще и близко не подошли. Нужно сделать масштаб в квадриллион раз меньше, чем одна квадриллионная метра, или 1 · 10 -30 метра, и все равно тогда нужно будет уменьшить масштаб еще в 100 000 раз, или до 1 · 10 -35 метров. Тогда вы будете на планковской длине. Фактически, если бы размер атома был размером с Землю, планковская длина была бы меньше размера атома — она была бы размером с протон.
Планковская длина фактически выводится из фундаментальных констант Вселенной, которые определяют свойства пространства-времени:
Скорость света — c, что означает максимальную скорость связи во Вселенной. Гравитационная постоянная — G, которая обозначает величину силы тяжести между двумя массивными объектами и постоянная Планка — h, которая связывает, сколько энергии несет фотон в зависимости от его электромагнитной частоты.
На самом деле это единственные константы, которые определяют фундаментальные свойства вселенной и всего ее содержимого. Используя различные комбинации этих фундаментальных констант, вы можете определить длину.
Но что означает эта длина? Почему это важно?
Планковская длина — это наименьшая длина, на которой сила тяжести будет действовать. Это масштаб и размер струн в теории струн. Это также масштаб, в котором пространство-время теоретически квантуется в теории петлевой квантовой гравитации.
Так почему же это самая маленькая длина? В 1964 году Ч. Олден Мэн определил, что, используя известные законы квантовой механики и законы гравитации, невозможно определить положение объекта с точностью, меньшей, чем планковская длина. Итак, исходя из того, что в настоящее время известно о квантовой механике, длина, меньшая, чем длина Планка, не имеет значения.
Одна из замечательных особенностей планковской длины заключается в том, что, поскольку она получена из фундаментальных констант Вселенной, которые по определению применимы ко всему, она будет одинаковой независимо от того, на каком языке вы говорите, какие единицы измерения вы используете или даже с какой планеты вы могли бы прилететь.
Вполне вероятно, что если мы когда-нибудь встретим инопланетян из другого мира и сравним знания, у обоих цивилизаций будет одинаковое значение для наименьшей возможной длины во Вселенной.
По этой ссылке вы можете посмотреть анимации, чтобы исследовать различные масштабы Вселенной.
Источник: ab-news.ru
Планковская длина и планковское время: хранители тайн Вселенной
За последние 100 лет физики построили точные и действенные теории о Вселенной — от самого маленького до самого большого. Однако есть масштабы, на которых все эти теории не работают и которые хранят самые большие тайны о законах природы.
Мы привыкли жить в мире крупных, макроскопических вещей. Все, с чем сталкивается обычный человек в течение дня — от чашки кофе с утра до огромного огненного шара в небе под названием Солнце, — вещи, которые мы можем либо видеть, либо осязать. Однако еще в Древней Греции философы, в частности Демокрит и его учитель Левкипп, предположили, что все состоит из мельчайших неделимых частиц — атомов (в переводе с греческого буквально означает «неделимый»).
Со временем был открыт атом, а затем и его свойство, что он вовсе не неделимый, а состоит из ядра и вращающегося вокруг него электрона. Затем выяснилось, что и ядро состоит из протонов и нейтронов. Еще позже были открыты кварки, из которых состоят протоны и нейтроны атомных ядер. Эти миниатюрные частицы называют элементарными.
Помимо кварков, среди элементарных частиц есть уже упомянутые электроны, бозоны, нейтрино и фотоны. Все они считаются теми самыми древнегреческими «атомами» — неделимыми.
В 1899 году (в некоторых источниках — в 1900-м) немецкий физик и по совместительству основоположник квантовой теории Макс Планк предложил особую меру измерения — планковские единицы. Это единицы, предназначенные для упрощения определенных алгебраических выражений, присутствующих в теоретической физике, в частности в квантовой механике. В число их входят такие фундаментальные единицы, как планковская масса, планковская температура, планковская длина и планковское время. В этом материале мы рассмотрим планковскую длину и планковское время и попробуем сделать это наиболее понятным способом, без сложных математических выкладок (хотя некоторые формулы нам понадобятся).
Как вы уже знаете, физика занимается изучением не только огромных космических структур вроде галактик и туманностей, но и невероятно маленькими явлениями на атомном и субатомном масштабах. Однако существует еще одна реальность в масштабах, которые намного меньше того, что науке удалось изучать.
На этом уровне есть величина, настолько сильно выходящая за рамки традиционного понимания «маленького», что ее тяжело представить. Это планковская длина — она в 10 20 раз меньше диаметра ядра атома водорода. Предполагается (или, точнее сказать, подозревается), что именно на этом уровне формируется «пена» пространства-времени. Чтобы осознать, о какой величине идет речь, можно заглянуть в анимацию «Масштаб Вселенной» по этой ссылке.
И все же о каких размерах идет речь? Планковская длина составляет всего 1,616 х 10 -35 метра. Вычислить ее можно при помощи уравнения, включающего в себя целых три фундаментальные константы — постоянную Планка (6,6261 х 10 -34 ), скорость света в вакууме (2,29979 х 10 8 м/с) и гравитационную постоянную (6,6738 х 10 -11 ):
Впервые Макс Планк пришел к этой примечательной единице после работы над излучением черного тела и квантовой механики. Вероятно, вы слышали, что это самая малая возможная длина.
Тут, как и в случае с древнегреческой концепцией атома, можно сказать: «Конечно, если у меня есть некая длина и я разделяю ее пополам, а затем повторяю это снова и снова, я буду получать все меньшие и меньшие значения». Однако мы говорим о масштабах, на которых физика уже не способна делать то же, что и математика. Один из самых ярких примеров таких невозможностей — движение со сверхсветовой скоростью. То есть на бумаге вы можете применить к массе силу и ускорить ее до скорости света и выше, но нам известно, что в природе это попросту физически невозможно, поскольку масса объекта (а значит, и энергия, необходимая для его ускорения) возрастает бесконечно. Получается, мы не способны осуществить в реальности все, что можем сделать на бумаге.
Итак, каким образом такая малая величина вписывается в физику? Если две частицы разделены планковской длиной или еще меньшим расстоянием, то невозможно определить позиции каждой из них. Более того, любые эффекты квантовой гравитации на этом масштабе (если они вообще есть) неизвестны науке, так как там само пространство не определено должным образом. В некотором смысле можно сказать: даже если бы мы разработали методы измерений, способные «заглянуть» в эти масштабы, мы никогда не смогли бы измерить что-либо меньшее, вне зависимости от дальнейшего совершенствования наших методов и оборудования.
Согласно стандартной космологической модели Вселенная родилась в результате Большого взрыва, начавшегося в бесконечно плотной точке. Особенно интересно то, что физики и космологи не имеют ни малейшего понятия, какие законы физики господствовали во Вселенной, прежде чем она превысила по своим размерам планковскую длину, так как еще нет подтвержденной теории квантовой гравитации. Тем не менее эта единица оказалась полезной во множестве разных уравнений, которые помогли вычислить и исследовать некоторые из самых главных тайн Вселенной.
Например, планковская длина — ключевой компонент в уравнении Бекенштейна и Хокинга для расчета энтропии черной дыры. Струнные теоретики считают, что именно на этом масштабе существуют «вибрирующие» струны, из которых состоят элементарные частицы Стандартной модели. Вне зависимости от того, верна теория струн или нет, с уверенностью можно сказать одно: в поиске объединенной теории всего понимание планковской длины и связанной с ней физики сыграет ключевую роль.
А что насчет планковского времени? Если в двух словах, то планковское время — это время, за которое свет в вакууме проходит планковскую длину. Следовательно, эти две величины связаны между собой. Любопытно, что для вычисления планковского времени необходимы постоянная Планка, гравитационная постоянная и скорость света в вакууме. Точное значение планковского времени — 5,391 х 10 -44 секунд, а вычисляется оно по формуле:
Планковское время также называют квантом времени — самым малым значением времени, имеющим какое-то фактическое значение. Меньшие значения времени не имеют никакого смысла. Возвращаясь к теоретическим гипотезам, струнные теоретики предполагают, что струны размером в планковскую длину вибрируют с периодичностью, соответствующей планковскому времени.
В 2003 году при анализе снимков Deep Field с телескопа «Хаббл» некоторые ученые высказали предположения, что если бы на планковском масштабе присутствовали флуктуации пространства-времени, то изображения очень далеких объектов были бы размытыми. Снимки «Хаббла», как они утверждали, были слишком точными, что, по мнению специалистов, ставило под сомнение концепцию планковских масштабов. Другие представители научного сообщества не согласились с этим предположением, отметив, что такие флуктуации были бы слишком малы, чтобы их можно было наблюдать. Кроме того, было высказано предположение, что ожидаемая размытость была устранена большими размерами объектов на снимках.
Итак, планковская длина и связанное с ней планковское время определяют масштабы, на которых современные физические теории перестают работать. Вся геометрия пространства-времени, предсказанная Общей теорией относительности, перестает иметь всякий смысл. Эти масштабы хранят еще неоткрытую теорию, объединяющую Общую теорию относительности и квантовую механику, которая сможет наиболее полно описать законы физики. В сущности говоря, именно по этой причине современные описания развития Вселенной начинаются только спустя 5,391 х 10 -44 секунд после Большого взрыва, когда Вселенная была размером 1,616 х 10 -35 метров.
Источник: naked-science.ru
Почему существуют пределы того, что могут прогнозировать физики?
Если делить вещество во Вселенной на все меньшие и меньшие составляющие, вы в конечном итоге достигнете ограничения, столкнувшись с фундаментальной и неделимой частицей. Все макроскопические объекты можно поделить на молекулы, даже атомы, затем электроны (которые фундаментальны) и ядра, затем на протоны и нейтроны, и, наконец, внутри них будут кварки и глюоны. Электроны, кварки и глюоны — примеры фундаментальных частиц, которые нельзя разделить еще больше. Но как такое возможно, чтобы у самого времени и пространства были такие же ограничения? Почему вообще существуют значения Планка, которые уже нельзя делить дальше?
Чтобы понять, откуда берется планковская величина, стоит начать с двух столпов, которые управляют реальностью: общая теория относительности и квантовая физика.
Общая теория относительности связывает материю и энергию, существующие во Вселенной, с кривизной и деформацией ткани пространства-времени. Квантовая физика описывает, как различные частицы и поля взаимодействуют между собой внутри ткани пространства-времени, в том числе и в очень малых масштабах. Существует две фундаментальные физические константы, которые играют роль в общей теории относительности: G — гравитационная постоянная Вселенной, и c — скорость света. G возникает, поскольку задает показатель деформации пространства-времени в присутствии вещества и энергии; c — потому что это гравитационное взаимодействие распространяется в пространстве-времени на скорости света.
В квантовой механике тоже появляется две фундаментальные константы: c и h, где последняя — это постоянная Планка. c — это ограничение скорости всех частиц, скорость, с которой должны двигаться все безмассовые частицы, и максимальная скорость, с которой может распространяться любое взаимодействие. Постоянная Планка была невероятной важной для описания того, как квантуются (считаются) квантовые энергетические уровни, взаимодействия между частицами и все возможные исходы событий. Электрон, вращающийся вокруг протона, может иметь любое количество энергетических уровней, но все они появляются дискретными шагами, и размер этих шагов определяется h.
Совместите три этих постоянных: G, c и h, и сможете использовать разные их сочетания для построения шкалы длины, массы и периода времени. Они известны, соответственно, как длина Планка, масса Планка и время Планка. (Можно построить и другие величины, например, энергию Планка, температуру Планка и так далее). Все это, в общем и целом, шкала длины, массы и времени, при которых — в отсутствие какой-либо другой информации — будут значительными квантовые эффекты. Есть хорошие причины полагать, что это так и есть, и довольно легко понять — почему так.
Представьте, что у вас есть частица определенной массы. Вы задаете вопрос: «Если бы моя частица имела такую массу, в насколько малый объем ее нужно сжать, чтобы она стала черной дырой?». Вы еще можете спросить: «Если бы у меня была черная дыра определенного размера, за какое время частица, двигающаяся на скорости света, преодолела бы расстояние, равное этому размеру?». Масса Планка, длина Планка и время Планка соответствуют именно таким величинам: черная дыра планковской массы будет планковской длины и пересекаться со скорость света за планковское время.
Но планковская масса намного, намного более массивна, чем любые частицы, которые мы когда-либо создавали; она в 10 19 раз тяжелее протона! Длина Планка, точно так же, в 10 14 раз меньше любого расстояния, которое мы когда-либо зондировали, а планковское время в 10 25 раз меньше любого прямо измеренного. Эти масштабы никогда не были напрямую доступны для нас, но они важны по другой причине: планковская энергия (которую вы можете получить, поместив планковскую массу в E = mc 2 ) – это масштаб, при котором квантово-гравитационные эффекты начинают приобретать важность и значимость.
Это значит, что при энергии такой величины — или временных масштабах короче времени Планка, или шкалы длины меньше длины Планка — наши нынешние законы физики должны нарушаться. В игру вступают эффекты квантовой гравитации, и предсказания общей теории относительности перестают быть надежными. Кривизна пространства становится очень большой, а значит и «фон», который мы используем для расчета квантовых величин, тоже перестает быть надежным. Неопределенность энергии и времени означает, что неопределенности становятся выше значений, которые мы знаем как рассчитать. Короче говоря, привычная нам физика больше не работает.
Для нашей Вселенной это не проблема. Эти энергетические масштабы в 10 15 раз выше, чем те, которых может достичь Большой адронный коллайдер, и в 100 000 000 раз больше самых энергетических частиц, которые создает сама Вселенная (космические лучи высокой энергии), и даже в 10 000 раз выше показателей, которых достигла Вселенная сразу после Большого Взрыва. Но если бы мы хотели исследовать эти пределы, есть одно место, где они могут быть важны: в сингулярностях, расположенных в центрах черных дыр.
В этих местах массы, значительно превосходящие планковскую массу, сжимаются в размер, теоретически меньший длины Планка. Если во Вселенной есть место, где мы сводим все линии в одну и входим в режим Планка, то это оно. Мы не можем получить к нему доступ сегодня, потому что оно закрыто горизонтом событий черной дыры и недоступно. Но если мы будем достаточно терпеливы — а терпения потребуется много — Вселенная даст нам такую возможность.
Видите ли, черные дыры со временем медленно распадаются. Интеграция квантовой теории поля в искривленном пространстве-времени ОТО означает, что небольшое количество излучения испускается в пространстве вне горизонта событий, а энергия для этого излучения исходит из массы черной дыры. Со временем масса черной дыры уменьшается, горизонт событий сжимается, и через 10 67 лет черная дыра солнечной массы полностью испарится. Если бы мы могли получить доступ ко всему излучению, покинувшему черную дыру, включая самые последние моменты ее существования, мы, несомненно, смогли бы собрать воедино все квантовые эффекты, которых не предсказывали наши лучшие теории.
Совсем не обязательно, что пространство нельзя разделить на еще более мелкие единицы, чем планковская длина, и что время нельзя разделить на единицы меньшие, чем планковское время. Просто мы знаем, что наше описание Вселенной, в том числе наши законы физики, не могут выйти за пределы этих масштабов. Квантуемо ли пространство? Течет ли время непрерывно на самом деле?
И что нам делать с тем фактом, что все известные фундаментальные частицы во Вселенной имеют массы намного, намного меньше планковской? На эти вопросы в физике нет ответов. Планковские масштабы не столь фундаментальны в ограничении Вселенной, сколь в нашем понимании Вселенной. Поэтому мы продолжаем экспериментировать.
Возможно, когда у нас будет больше знаний, мы получим ответы на все вопросы. Пока нет.
Источник: hi-news.ru
Планковская длина
Планковская длина (обозначаемая [math]displaystyle< ell_P >[/math] ) — фундаментальная единица длины в планковской системе единиц.
В Международной системе единиц (СИ) примерно равна 1,6 ·10 −35 метров.
Общие сведения
Планковская длина — «естественная единица» измерения длины [1] , поскольку в неё входят только фундаментальные константы: скорость света, постоянная Планка и гравитационная постоянная.
Планковская длина равна:
- [math]displaystyle< hbar >[/math] — постоянная Дирака ( [math]displaystyle< hbar=h/2pi >[/math] = 6,58211899(16) ·10 −16 эВ·с);
- [math]displaystyle< G >[/math] — гравитационная постоянная (= 6,67430(15)·10 ·10 −11 м 3 ·с −2 ·кг −1 или Н·м 2 ·кг −2 [2] );
- [math]displaystyle< c >[/math] — скорость света в вакууме (~ 300 ·10 6 м/с).
Из анализа размерностей вытекает [источник?] , что измерение положения физических объектов с точностью до планковской длины проблематично [3] . Планковская длина накладывает фундаментальные ограничения на точность измерения длины.
См. также
Источники
- ↑https://spacegid.com/plankovskaya-dlina-i-obem.html
- ↑http://www.newtheory.ru/physics/gravitacionnaya-postoyannaya-lishnyaya-konstanta-t6169.html
- ↑https://victorpetrov.ru/prostranstvo-nepreryvno-kvantovuyu-gravitaciyu-sleduet-iskat-v-drugom-meste.html
Ссылки
- Гильен, ВладимирПланковская длина и планковское время: хранители тайн Вселенной : 6 марта 2019 // Naked Science. — 2019. — № 41.
Источник: cyclowiki.org