普朗克时间

✍ dations ◷ 2025-07-27 23:05:51 #普朗克时间
在物理学的普朗克单位制里,普朗克时间(Planck time)是时间的基本单位,是光波在真空里传播一个普朗克长度的距离所需的时间。普朗克单位制是一种自然单位制,因马克斯·普朗克而得名;普朗克最先提出普朗克单位制的概念。普朗克时间 t P {displaystyle t_{P}} 以方程式定义为其中, ℏ = h / 2 π {displaystyle hbar =h/2pi } 是约化普朗克常数, G {displaystyle G} 是引力常数, c {displaystyle c} 是光波传播于真空的光速,在括号里的两个数字是估算值的标准差。普朗克时间是光波在真空里传播一个普朗克长度的距离所需的时间。它的数值大约为 5× 10−44秒。理论而言,它是最小的可测时间间隔。按照当今学术界所了解的物理定律,在这短暂时间间隔里所发生的任何变化,是无法测量或探测求得。到2010年5月为止,直接测量的时间不确定性最小为12 阿秒(1.2 × 10−17秒),约为3.7 × 1026个普朗克时间。从引力常数、相对论常数、量子常数的独特组合可以得到单位为时间的常数,即普朗克时间。量纲分析是数学物理的一门分支领域,专门研究测量单位与物理常数,普朗克单位制是量纲分析的重要基础结果,量纲分析建议,对于比普朗克时间更为短暂的时间间隔案例,量子力学与引力的效应都很重要,缺一不可,需要用到量子引力理论。在极早期宇宙,光辐射是能量密度的主要成分。假设这时期的宇宙很平坦(曲率为零),只拥有光辐射,则从弗里德曼方程式,可以推算出宇宙的能量密度 ϵ r {displaystyle epsilon _{r}} 与时间 t {displaystyle t} 平方成反比:宇宙可以被视为一个黑体,在这黑体里,光辐射遵守普朗克定律,因此,可以计算出宇宙温度 T {displaystyle T} 与时间的平方根成反比,每个光子的平均能量 E m e a n {displaystyle E_{mean}} 与时间的平方根成反比。从宇宙的能量密度 ϵ r {displaystyle epsilon _{r}} 与光子的平均能量 E m e a n {displaystyle E_{mean}} ,可以得到光子的数量密度 n {displaystyle n} 与时间的关系为:119-120随着时间趋于零,能量密度 ϵ r {displaystyle epsilon _{r}} 、平均能量 E m e a n {displaystyle E_{mean}} 、数量密度 n {displaystyle n} 都趋于无限大。但是,这些荒谬结果并不正确,因为推导出弗里德曼方程式的广义相对论是个经典理论,广义相对论假定宇宙能量在任何尺度都具有平滑连续性,不需要量子化。只要可观测宇宙内有很多的光子,这假设成立;但是,当可观测宇宙只含有很少数的光子之时,宇宙能量会呈离散值,因此必须将量子力学的效应纳入考量。从弗里德曼方程式,可以推算出,宇宙视界(cosmological horizon)距离与时间成正比,宇宙视界体积与时间三方成正比。因此,可观测宇宙的光子数量与时间的关系为更精确地计算,可以得到其中, t P {displaystyle t_{P}} 是普朗克时间。所以,在大爆炸之后,当时间到达 t ≈ 0.7 t P {displaystyle tapprox 0.7t_{P}} 时,在任意可观测宇宙内,只存在有1个光子,这时,不能忽略能量的量子化,必需发展与采用量子引力理论。:76-78从分析哈勃空间望远镜在2003年拍摄的哈勃超深空影像,引起一场辩论,其主要论题是普朗克时间为最短暂时间间隔会产生的天文学效应。有些天文学者提议,由于普朗克尺度的时空涨落,极具猜想性质的量子引力泡沫理论预测超遥远星体应该会显得模糊不清。可是,哈伯影像显得相当清晰,因此很多学者对这提议产生质疑,有些学者争论,这提议高估了模糊效应1015至1030倍,因此,观测到的效应不能有效限制理论:"在某些时空泡沫理论里,时空涨落对于光波的相位干涉所产生的累积效应非常小,无法被观测到。"

相关

  • 新生代新生代(Cenozoic) 是地球历史上目前最新的一个地质时代,它从6600万年前开始一直持续到今天。随着白垩纪﹣古近纪灭绝事件的发生,中生代结束,新生代开始。在新生代中,哺乳动物已经是
  • 失明失明,俗称盲或者瞎,是指由生理或心理原因引发的人体视知觉缺陷。目前对于视觉丧失的程度有多种度量标准,而失明也有许多种定义。完全失明是指人体彻底丧失对于形状和可见光的感
  • 艾德温·史密斯纸草文稿《艾德温·史密斯纸草文稿》(Edwin Smith Papyrus)是约于公元前1600-1700年间完成的医学论文集:70,也是人类史上第一部关于创伤的外科医学著作,由莎草纸写成,长约5米(因为损毁只剩
  • 软件工程软件工程(英语:software engineering),是软件开发领域里对工程方法的系统应用。1968年秋季,NATO(北约)的科技委员会召集了近50名一流的编程人员、计算机科学家和工业界巨头,讨论和制
  • 逼尿肌舒张 - hypogastric n.(英语:hypogastric nerve) (T10-L2) 收缩 -逼尿肌(英语:detrusor urinae muscle,或detrusor muscle),是膀胱内壁上的平滑肌。逼尿肌在舒张时可使膀胱存储尿液
  • 姿势性低血压姿位性低血压(英语:Postural hypotension),又称姿势性低血压、姿态性低血压、直立性低血压或体位性低血压(Orthostatic hypotension,或简称 Orthostasis)。主要指患者在站姿时血压
  • 弗朗索瓦·吉洛吕克西蒙 Luc Simon弗朗索瓦·吉洛(法语:Marie Françoise Gilot,1921年11月26日-),法国画家,评论家和畅销书作家。1973年,弗朗索瓦·吉洛被任命为学术期刊弗吉尼亚伍尔夫季刊的艺术
  • 多肽合成多肽合成(英语:Peptide synthesis)为有机化学中多肽的合成过程,多肽是由多个氨基酸借由肽键连接起来的有机化合物。在生物中,合成长型多肽(蛋白质)的过程,称作蛋白质生物合成。液相
  • 帝王世纪《帝王世纪》,西晋皇甫谧所撰,原书已轶,现存十卷为后世辑本。记述自三皇至汉魏历代帝王世系、年谱及其事迹的史学专著。此书为司马迁《史记》后,第二部系统记述历代帝王世系的史
  • 狗种犬种是指一个类群的狗,它们有着很相似且几乎一样的外表、行为,或是两者,这主要是因为它们来自一群有着相同特征的祖先。对特定特征的小狗的选育已有上千年以上的历史。一开始选