Планковская длина – «естественная единица» измерения длины, которая была предложена немецким физиком Максом Планком в 1899-м году вместе с несколькими другими «планковскими единицами».

Обозначается планковская длина латинской буквой l («эль») с индексом P, и равняется примерно 1,6·10⁻³⁵ метров. Для сравнения классический радиус электрона составляет 2,82 ·10^-15 м. Данная единица измерения называется «естественной» по той причине, что для ее расчета требуются лишь фундаментальные константы. То есть для расчета планковской длины нужно извлечь квадратный корень из произведения постоянной Дирака и гравитационной постоянной, деленного на кубическое произведение скорости света.

Измерение длины

Планковская длина накладывает ограничение на возможность измерения длины. То есть если передвинуть любой объект на одну планковскую длину (или меньше) в сторону, то отследить изменение его положения не предоставляется возможным.

Дело в том, что для определения положения любого тела следует «пустить» в его сторону поток электромагнитного излучения, фотонов, после чего он возвратится на датчики измерительных приборов. Точность такого измерения будет зависеть от длины волны этого излучения. Тогда чтобы отследить изменение положения тела порядка планковской длины, потребуется электромагнитная волна длиной не больше планковской длины. С уменьшением длины волны излучения возрастает энергия фотонов. С упомянутой же длиной волны энергия фотонов была бы настолько велика, что они сколлапсировали бы в маленькие черные дыры, что не позволило бы провести измерение.

То есть, как и некоторые другие планковские величины, планковская длина является нижним пределом расстояния, на котором действуют известные нам физические законы, излагаемые общей теорией относительности и квантовой физикой.

Нажмите кнопку СТАРТ и откройте для себя новый, неизведанный мир!

Эвклидова геометрия и гравитация

Планковская длина ограничивает также область применения так называемой эвклидовой геометрии. Последняя представлена рядом аксиом, с которыми мы знакомились еще в средней школе, например одна из них гласит: «между двумя любыми точками пространства всегда можно провести прямую, и только одну».

В силу флуктуаций, или иначе – колебаний, любого гравитационного поля, на некоторых масштабах, пространство искажается, а вместе с ним и его геометрия. Математическим способом был выведен масштаб, в рамках которого геометрия пространства полностью отличается от эвклидовой геометрии. Как оказалось он равен планковской длине.

Это означает, что в масштабах планковской длины и меньше привычная для нас геометрия не работает, и нельзя утверждать об истинности вышеупомянутой аксиомы.

Планковский объем и квантование пространства

Планковский объем – в планковской системе, единица измерения объема. Равняется кубическому произведению планковской длины. Исходя из сказанного ранее, область менее планковского объема не возможна для исследования.

Больше полувека назад среди ученых зародилась идея квантования пространства-времени, к которой их привела цель объединить общую теорию относительности и квантовую теорию. Квантование, простыми словами, — это разделение пространства-времени на множество ячеек минимального размера, в роли которого и ожидалось увидеть планковский объем/длину.

Примечательно, что результаты наблюдений современной международной космической обсерватории «Integral» за яркими источниками света позволили ученым математически подсчитать верхний предел размера таких ячеек, если они вообще существуют. Он оказался даже меньше планковского объема/длины — 10⁻⁴⁸ метров. Впрочем, существует ряд аргументов против квантования пространства, в том числе опирающихся на уравнения Эйнштейна (тензор Эйнштейна).

Так или иначе, на сегодня невозможно как экспериментально, так и теоретически изучить физику в области менее планковского объема.