система единиц

планковские единицы

Планковские единицы — это естественные единицы, определяемые приравниванием к единице скорости света, гравитационной постоянной, редуцированной постоянной Планка и постоянной Больцмана; при этом планковские длина, время, масса и температура становятся характерными масштабами, на которых существенны эффекты квантовой гравитации.
6 статей

Описание

Планковские единицы — это система естественных единиц, в которой устранены все антропные шкалы: четыре фундаментальные константы — скорость света (c), гравитационная постоянная (G), редуцированная постоянная Планка (ħ) и постоянная Больцмана (k_B) — полагаются равными единице. Из них выводятся планковская длина (~1,6 × 10^-35 метра), планковское время (~5,4 × 10^-44 секунды), планковская масса (~2,2 × 10^-8 килограмма) и планковская температура (~1,4 × 10^32 кельвина). Эти масштабы обозначают границу, где квантовые и гравитационные эффекты становятся одинаково сильными, и наши нынешние теории перестают работать.

История

Макс Планк ввёл эти единицы в 1899 году, вскоре после своих работ по излучению чёрного тела, как способ создать систему измерений, не зависящую от какого-либо конкретного объекта или цивилизации. Он отмечал, что они сохранят смысл даже для инопланетных наблюдателей.

Как это работает

Комбинируя c, G и ħ, с помощью анализа размерностей можно получить длину, время и массу. Например, планковская длина равна sqrt(ħG/c^3). На этом масштабе гравитационное притяжение между двумя массами становится столь сильным, что, как ожидается, доминируют квантовые флуктуации самого пространства-времени. Планковская масса, хотя и ничтожна по обыденным меркам (примерно масса яйца блохи), огромна для отдельной частицы, поэтому эффекты квантовой гравитации не видны в обычных экспериментах.

Где применяется

Планковские единицы используются как теоретический эталон в исследованиях квантовой гравитации, например в петлевой квантовой гравитации и теории струн, где они задают естественный масштаб дискретности пространства-времени. Они также фигурируют в космологии при обсуждении самых ранних моментов существования Вселенной.

Любопытный факт

Планковская температура — это температура Вселенной в планковское время, примерно через 10^-43 секунды после Большого взрыва, когда Вселенная была настолько горячей, что, как полагают, четыре фундаментальных взаимодействия были объединены в одно.

Граф понятий →

Статьи по теме · 6

Баланс на квантовом канате: как численные методы усмиряют дрожь уравнения Дирака
Канатоходец ступает по тросу. Каждое движение — расчёт: перенести вес точно, иначе сорвёшься. В мире квантовых частиц, описываемых уравнением Дирака, своя пропасть — стремительные осцилляции волновой функции.
Как гравитон перестаёт взрываться
В классической картине мира гравитация — это плавные изгибы пространства и времени. Но на микроскопическом уровне, где правит квантовая механика, эти изгибы должны превращаться в зернистую рябь. Частицы такой ряби называют гравитонами. Беда в том, что прямолинейные расчёты с гравитонами вечно упираются в бесконечности — теория теряет смысл.
Гравитационный свет без огня
Два массивных шара медленно расходятся в пустоте. С точки зрения обычной механики — ничего особенного. Но уравнения Эйнштейна говорят иначе: ускоряющиеся массы всколыхивают само пространство, и от них расходятся гравитационные волны — рябь, растягивающая и сжимающая всё на своём пути.
Космология2026-03-311 минarXiv:2603.29879экспресс
Вселенная в метрах: как единицы измерения поссорили астрономов
Два астронома смотрят на одну и ту же Вселенную, но видят её по-разному. Один измеряет скорость расширения по древнему свету, который летел к нам почти 14 миллиардов лет. Другой — по недавним взрывам звёзд в соседних галактиках. Первый получает 67 километров в секунду на каждый мегапарсек расстояния, второй — 73.
Квантовая физика2025-10-091 минarXiv:2510.07844экспресс
Услышать дрожь пространства: эксперимент с нанозеркалом
Две фундаментальные теории описывают реальность: общая теория относительности объясняет, как массивные тела вызывают искривление пространства-времени, а Стандартная модель управляет поведением элементарных частиц. Примирить их не удаётся — это похоже на попытку описать океанский шторм, используя язык кристаллической решётки алмаза.
Колено космических лучей: все ядра ломаются одинаково
Космические лучи — это заряженные частицы, которые летят к нам из глубин Галактики. Если построить график: сколько частиц прилетает с каждой энергией, — линия идёт ровно, а потом вдруг резко падает. Такие перегибы называют «коленями».