플랑크 길이

Planck length
플랑크 길이
단위계플랑크 단위
단위길이
기호P
전환
...의 1인자....은 ...와 같다.
SI 단위 1.616255(18)×10m−35
자연 단위 11.706 S
3.0542×10−25a0
제국/미국 단위 6.3631×10인치−34

물리학에서 플랑크 길이는 물리학자 맥스 플랑크가 원래 제안했던 플랑크 단위계길이 단위로서 1.616255(18)×10m−35 해당한다.[1][note 1]플랑크 길이는 빛의 속도, 플랑크 상수, 중력 상수 등 세 가지 기본적인 물리적 상수로 정의할 수 있다.플랑크 질량을 가진 입자의 감소된 콤프턴 파장이다.그것이 우주에 대한 어떤 근본적인 한계를 나타내는지에 상관없이, 그것은 이론 물리학에서 유용한 단위다.

가치

플랑크 길이는 다음과 같이 정의된다.

여기서 빛의 속도, G중력 상수, ħ감소된 플랑크 상수다.[2][3]

괄호로 둘러싸인 두 자리는 NIST CODATA가 제공한 보고된 숫자 값의 표준 불확도다.

플랑크 길이는 양성자 지름의 약 10배이다−20.[4]이것은 블랙홀감소된 콤프턴 파장으로 정의될 수 있으며, 이 파장은 슈바르츠실트 반지름과 동일하다.[5]

플랑크 길이는 뉴턴 힘 스프링을 사용하는 뉴턴 중력 상수에 대한 지식 없이도 찾을 수 있다.[6]

역사

1899년 맥스 플랑크는 길이, 질량, 시간, 에너지에 대한 기본적인 자연단위가 존재한다고 제안했다.[7][8]그는 단지 뉴턴 중력 상수, 빛의 속도, 플랑크 상수만을 사용하여 치수 분석을 사용하여 이것들을 도출했다(아직은 이렇게 불리지 않았지만).현대적인 관례는 결과 단위의 정의에서 플랑크 상수 대신에 축소된 플랑크 상수를 사용하는 것이다.파생된 자연 단위는 "플랑크 길이", "플랑크 질량", "플랑크 시간" 그리고 "플랑크 에너지"[9]로 알려지게 되었다.

이론적 중요성

플랑크 길이는 양자 및 중력 효과가 동일한 척도에 있는 블랙홀의 대략적인 크기인데, 여기서 콤프턴 파장과 슈바르츠실트 반경은 거의 같다.[2]양자 중력 이론에 대한 일부 제안은 planck 척도에서 퀀텀 폼이 나타나는 것을 예측한다.[10]

플랑크 길이는 가장 짧은 측정 가능한 거리가 될 것으로 예상되는데, 이는 고에너지 충돌을 수행하여 단거리의 존재 가능성을 조사하려는 시도로 인해 블랙홀 생산이 불가피하기 때문이다.고에너지 충돌은 물질을 더 미세하게 쪼개기 보다는 단순히 더 큰 블랙홀을 만들어낼 뿐이다.[11]

끈 이론의 끈은 플랑크 길이의 순서로 모델링된다.[12]큰 추가차원의 이론에서 플랑크 길이는 근본적이고 물리적인 의미가 없으며, 양자 중력 효과는 다른 척도에서 나타난다.[13]

플랑크 길이 및 유클리드 기하학

플랑크 길이는 중력장의 양자 제로 진동이 유클리드 기하학을 완전히 왜곡하는 길이다.중력장은 영점 진동을 수행하고, 그것과 연관된 기하학도 진동을 한다.반지름에 대한 원주의 비율은 유클리드 값 근처에서 변화한다.척도가 작을수록 유클리드 기하학과의 편차가 커진다.기하학이 유클리드 기하학과 완전히 다르게 되는 제로 중력 진동 파장의 순서를 추정해 보자.중력장 내 유클리드 기하학에서 기하학적 구조의 의 비율에 중력장내 중력전위 의 속도 제곱 : i =/ 2 / 1 {\ 1 기하학은 유클리드 기하학에 , ~1 {\의 경우 모든 유사성이 사라진다.척도 의 진동 에너지는 = ~ c/ 과 같다(/ l 진동 주파수의 순서).에서질량 m {\ m에 의해 생성되는 중력 = m/ {\이며 서 G{\ 만유인력의 상수다. 대신 질량을 대체해야 하는데 아인슈타인의 공식에 따르면 E 된다(m = E /c 2 {\mWe get . Dividing this expression by , we obtain the value of the deviation . Equating= 우리는 유클리드 기하학이 완전히 왜곡된 길이를 발견한다.플랑크 길이 = / c - m 과 같다[14]

As noted in Regge (1958) "for the space-time region with dimensions the uncertainty of the Christoffel symbols be of the order of , and the uncertainty of the metric tensor is / (가) 거시적인 길이라면 양자 제약은 환상적으로 작아서 원자 척도에서도 소홀히 할 수 있다.l {\ l}이 P \ell에 필적할 경우 이전(일반) 공간 개념의 유지관리가 점점 어려워지고 마이크로 곡률의 영향이 명백해진다."[15]추측컨대, 이것은 시공간이 플랑크 척도에서 양자 거품이 된다는 것을 암시할 수 있다.[16]

참고 항목

참고

  1. ^ 괄호로 둘러싸인 두 자리는 추정된 표준 불확도다.

참조

인용구

  1. ^ "2018 CODATA Value: Planck length". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. 20 May 2019. Retrieved 2019-05-20.
  2. ^ a b 배즈, 플랑크 길이
  3. ^ "Planck length". NIST. Archived from the original on 22 November 2018. Retrieved 7 January 2019.
  4. ^ "The Planck Length". www.math.ucr.edu. Archived from the original on 2021-07-08. Retrieved 2018-12-16.
  5. ^ "What Is The Smallest Possible Distance In The Universe?". Forbes. Retrieved 2019-06-26.
  6. ^ "Finding the Planck length multiplied by the speed of light without any knowledge of G, c, or ℏ, using a Newton force spring". Journal of Physics Communication. Retrieved 2020-07-01.
  7. ^ M. 플랑크.나투리스체 마세인헤이텐.더 코니글리히 프레우시스첸 아카데미에 더 위센샤프텐, 479페이지
  8. ^ Gorelik, Gennady (1992). "First Steps of Quantum Gravity and the Planck Values". Boston University. Archived from the original on 25 April 2019. Retrieved 7 January 2019.
  9. ^ Arkani-Hamed, Nima; Dimopoulos, Savas; Dvali, Georgi (2000). "The Universe's UNSEEN DIMENSIONS". Scientific American. 283 (2): 62–69 – via JSTOR.
  10. ^ Borzeszkowski, Horst-Heino; Treder, H. J. (6 December 2012). The Meaning of Quantum Gravity. Springer Science & Business Media. ISBN 9789400938939.
  11. ^ 버나드 J. 카와 스티븐 B.Giddings "Quantum Black Holes", Scientific American, Vol. 292, No. 5, 2005년 5월 (pp. 48-55)
  12. ^ Cliff Burgess; Fernando Quevedo (November 2007). "The Great Cosmic Roller-Coaster Ride". Scientific American (print). Scientific American, Inc. p. 55.
  13. ^ "The Planck scale: relativity meets quantum mechanics meets gravity". newt.phys.unsw.edu.au. Retrieved 2021-09-18.
  14. ^ 미그달 A.B., 양자 물리학, 나우카, 페이지 116-117, (1989년)
  15. ^ T. 레지"중력장과 양자역학"누오보 심. 7, 215 (1958)doi:10.1007/BF02744199.
  16. ^ Wheeler, J. A. (January 1955). "Geons". Physical Review. 97 (2): 511–536. Bibcode:1955PhRv...97..511W. doi:10.1103/PhysRev.97.511.

참고 문헌 목록

외부 링크