简介播报
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1900年,俄罗斯化学学家普朗克脱离了精典数学观念的禁锢,推导入了宋体幅射经验公式,即在假设物质幅射的能量不连续的情况下,它的能量只能是某一个最小能量的整数倍。这一理论的得出,开辟了数学学的一个新领域——量子学。依照普朗克提出的量子学理论,科学家们得出了数学学上最小的距离单位普朗克厚度。它由引力常数、光速和普朗克常数的相对数值决定,是数学学意义上最小的距离单位,在这一距离单位下,重力和时空不复存在,量子效应抢占支配地位。[2]
它有意义的最小可测厚度。普朗克厚度由引力常数、光速和普朗克常数的相对数值决定,它大致等于1.6x10-35米,即1.6x10-33分米,是一个质子半径的1022分之一。
历史播报
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这项单位首先由马克斯·普朗克所开发,他希望建构出一套检测系统是根据这种自然单位来实施的。其中的基础是建在普朗克质量上。其实量子热学和广义相对论在提出这种单位的当时仍未出现,此后得悉:在普朗克宽度的距离范围,重力预期开始会突显量子效应,从而要求一套量子引力理论来预测所会发生的化学风波。
重要性播报
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忽视掉2π等等的因子,普朗克质量的意义大概是一个史瓦西直径等同于康普顿波长的黑洞所带有的质量。这黑洞的直径大概是普朗克宽度。
透过思想实验揭示:想象要检测一个物体的位置,我们得用照在其上的光所得的反射。假如对它的位置要测到很高的精确度,我们必须用更长波长的光子,这么表示这种光子的能量会更高。假如这能量高到一个程度,原则上它们撞到物体时可以形成黑洞。这个黑洞可以“吞噬掉”光子而让实验失败。通过简单的量纲剖析估算可发觉当检测物体位置的精准度达到普朗克宽度以下,便会发生上述的问题。
这个思想实验涉及到了广义相对论与量子热学(主要指海森堡不确定原理),即是说结合了两个理论来看,我们难以对位置作出比普朗克宽度还要小、还要精确的检测。为此,在任何结合广义相对论与量子热学的量子引力理论中,若在时间短于普朗克时间、距离大于普朗克宽度的尺度下,我们传统上对时间、空间的标识将会全盘击溃。
起因播报
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精典广义相对论的奇性不可防止,所以标准大爆燃模型中时空存在着零点,给了上帝一个容身之地。并且考虑到量子热学的测不准原理,一些基本量度,例如宽度和时间具有测不准性。测不准的程度由普朗克常数确定,从该常数可以定出最小的宽度量子万有引力常数,即普朗克宽度,为10-33分米,这远远大于原子核的尺度。检测任何宽度不可能比这个更精确,但是比普朗克宽度更短的宽度是没有意义的。同样,作为时间量子的最小间隔,即普朗克时间万有引力常数,为10-43秒。没有比这更短的时间存在。这就是说,我们不可能把黑洞削减为物理上的一个点,同样也不能溯源到大爆燃的真正开始时刻。
测度使用播报
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忽视掉一些因子,比如普朗克时间是一个时间量[3]。普朗克时间为
。普朗克时间单位标记了宇宙历史的起点。我们现行的化学定理未能再向前侦测。若向前侦测,虽然是爱因斯坦广义相对论也会失效。
普朗克厚度正是光束在普朗克时间内所传播的距离,
。
其中牛顿万有引力常数G(6.67×10-11Nm²/kg²)、普朗克常数h(6.63×10-34J·s)以及光速c(3×108m/s)[4]。