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为什么说小于普朗克长度后,

 hjh2004 2018-11-30

量子力学描述,一切事物都具有离散型,包括时间、空间和能量。

其中,普朗克长度是我们宇宙中有意义的最小长度,由三个物理学常数组成:光速c,普朗克常数h(约化普朗克常数=h/(2π) )、以及万有引力常数G。

光速穿越普朗克长度所需的时间叫做普朗克时间,是我们宇宙中有意义的最短时间,大约5.4*10^-44秒。

我们可以这么理解这两个概念:

普朗克时间

当今物理学,建立在量子力学和相对论之上,在量子力学中,物质受不确定性原理的影响;在相对论中,物质受光速不变原理的限制。

对于一个物体,如果尺度小到一定程度,那么该物体动量的不确定性就会增大,导致物体的速度超过光速,这是相对论禁止的;于是物体尺度有一个极限,这个极限就是普朗克长度,这也是普朗克尺度中包含普朗克常数和光速的原因。

普朗克时间

对于时间的测量,也会受能量时间的不确定性影响,当时间间隔逐渐缩小时,需要的能量也越大,当能量大到一定程度后,就会形成一个相对论奇点(或者说黑洞),导致我们的测量失效,所以时间也是有最小值的。

这个最短时间既是普朗克时间,也正是光速穿过最小尺度的时间。普朗克长度和普朗克时间,基于量子力学和相对论推导出来,小于该尺度的范围内,量子力学和相对论都将失效,所以是没有意义的。

在现实生活中,单个氢原子的直径,就比普朗克长度大10^24倍,当前的科学实验还远远触及不到普朗克长度和普朗克时间;在超弦理论中,假设的基本单位“弦”,尺度就在普朗克长度数量级。

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