Визуализация планковской длины. Почему это наименьшая длина во Вселенной?

Визуализация наименьшего размера во Вселенной – планковская длина и почему её невозможно уменьшить Визуализация планковской длины – почему она наименьшая во Вселенной? Графика предоставлена ​​Майклом и Кэри Хуанг:
Масштабы Вселенной больше, чем вы можете себе представить. Но и меньше, чем вы можете себе представить. Наименьшая теоретически возможная длина, планковская длина, составляет около 4 x 10^-35 метров. Просто представьте себе объекты размером примерно с ваше тело. Например, гигантского дождевого червя, который живёт вдоль ручьёв в Австралии. Или большой пляжный мяч, который можно найти у океанов и пляжей по всей Америке. Теперь уменьшим на порядок, то есть теперь мы рассмотрим объекты размером около 10 сантиметров. Это такие объекты, как землеройка или куриное яйцо. А теперь давайте перейдём к размерам в тысячу раз меньше масштаба человека, порядка одного миллиметра, или одной тысячной метра. Здесь вы найдёте такие объекты, как песчинка или пылевой клещ. Перейдём к масштабу в 1000 раз меньше этого. Теперь мы перейдём к масштабу в сто раз меньше толщины человеческого волоса. И в десять раз меньше даже бактерий. Здесь мы найдём такие объекты, как крупные вирусы. Перейдём к масштабу в 1000 раз меньше этого. Это нанометры, или одна миллиардная метра. Сейчас мы исследуем Вселенную, которую мы не можем увидеть в оптические телескопы. Это масштаб размера молекул, таких как ДНК и молекула глюкозы, которые ваш организм использует в качестве источника энергии. И масштаб самого большого атома – цезия. Перейдём к масштабу в 1000 раз меньше этого. Это одна триллионная метра. Это порядка длины волны гамма-лучей. Это электромагнитное излучение с самой высокой энергией, состоящее из самых энергичных фотонов. Перейдём к масштабу в 1000 раз меньше этого. Это 1×10^-15, или одна квадриллионная метра. Это размер частиц, из которых состоят ядра всех атомов, протонов и нейтронов. Однако размер типичного атома в 100 000 раз больше его ядра. Можно подумать, что мы приближаемся к наименьшему теоретически существующему размеру – длине планка. Но это далеко не так. Нужно уменьшить размер в квадриллион раз, то есть до 1×10^-30 метра… и ещё в 100 000 раз, то есть до 1×10^-35 метра. Тогда мы достигнем длины планка. Фактически, если бы атом был размером с Землю, планковская длина была бы меньше размера атома – примерно равна размеру протона. Но что же такое планковская длина и почему она считается наименьшей? Планковская длина фактически выводится из фундаментальных констант Вселенной, определяющих свойства пространства-времени: скорости света – c, которая обозначает максимальную скорость передачи информации во Вселенной. Гравитационной постоянной – G, которая определяет величину гравитационной силы между двумя массивными объектами. И редуцированной постоянной Планка – h, которая связывает количество энергии, переносимое фотоном, с его электромагнитной частотой. Это действительно единственные константы, определяющие фундаментальные свойства Вселенной и всего её содержимого. Используя различные математические комбинации этих констант и сокращая их единицы, можно получить длину. Аналогичными математическими преобразованиями можно также получить планковское время и планковскую энергию. Но что означает эта длина? Почему она так важна? Это наименьшая длина, при которой гравитация может оказывать влияние. Это масштаб и размер струн в теории струн. Это также масштаб, при котором пространство-время, согласно теории петлевой квантовой гравитации, квантуется. Так почему же это наименьшая длина? В 1964 году Ч. Олден Мид установил, что, используя известные законы квантовой механики и законы тяготения, невозможно определить положение объекта с точностью, меньшей планковской длины. Поэтому, согласно имеющимся на сегодняшний день знаниям квантовой механики, длина, меньшая планковской длины, не имеет смысла. Обратите внимание, я сказал «известные» законы. Возможно, что на длинах, меньших планковского масштаба, гравитация или квантовая механика ведут себя совершенно иначе, о чём мы пока не знаем. Это вполне возможно. Поэтому, пока мы не узнаем, что происходит на таких малых масштабах, нам придётся ждать, пока какой-нибудь будущий Эйнштейн не откроет нам это. Одна из замечательных особенностей планковской длины заключается в том, что, поскольку она выводится из фундаментальных констант Вселенной, которые по определению применимы ко всему, она будет одинаковой независимо от того, на каком языке вы говорите, какие единицы измерения используете и даже с какой планеты вы прилетели. Ага, если мы когда-нибудь встретимся с пришельцами из другого мира и сравним их, то окажется, что у нас обоих будет одинаковая длина наименьшей возможной длины во Вселенной. #plancklength