Ce este lungimea Planck? Care este importanţa ei?

Fizicienii se numără printre cei mai simpatici, dar şi cei mai leneşi oameni din lume şi ca atare nu le place să-şi petreacă prea mult timp muncind. În efortul lor de a optimiza ecuaţiile pe care le folosesc ei utilizează „unităţi naturale". Ideea din spatele unităţilor naturale este de a minimiza numărul de constante fizice pe care le utilizează.

De exemplu, legea atracţiei universale a lui Newton ne spune că forţa dintre două obiecte ce au masele m1 şi m2 şi sunt situate la distanţa r este , unde G este constanta gravitaţională.

Valoarea lui G poate fi exprimată într-o mulţime de moduri diferite în funcţie de sistemul de unităţi ales. De exemplu, în funcţie de metru, kilogram şi secundă:

În funcţie de milă, livră (pound) şi an:

În funcţie de furlong (n.t. unitate de lungime din sistemul anglo-saxon de unităţi egală cu 201,168 m), femtogram (10⁻¹⁵ g) şi fortnight (14 zile):

Ideea este că prin modificarea unităţilor de măsură se modifică valoarea lui G (acest lucru nu schimbă semnificaţia fizică a mărimii, ci doar unităţile sale de măsură). În concluzie, de ce să nu alegem unităţile de măsură aşa încât G=1 şi apoi să le ignorăm? Unităţile Planck sunt stabilite astfel încât G (constanta gravitaţională), c (viteza luminii), (constanta Planck redusă) şi kB (constanta lui Boltzmann) să fie toate egale cu 1. Deci, de exemplu, ecuaţia „E=mc²" devine „E=m" (din nou, aceasta nu schimbă sensul fizic mai mult decât, să zicem, trecerea de la mile la kilometri).

„Lungimea Planck" este unitatea de lungime în unităţi Planck şi ea este:

Aceasta este o valoare mică. Nici măcar nu avem un mod practic pentru a descrie cât de mică este această valoare. Să ne gândim la ceva ce este mult, mult, mult mai mare. Un atom de hidrogen are o mărime aproximativ egală cu 10 trilioane de trilioane lungimi Planck (care, în panteonul faptelor lumeşti, se numără printre cele mai inutile).

Fizicienii folosesc în primul rând lungimea Planck pentru a vorbi despre lucrurile care sunt ridicol de mici. Mult prea mici pentru a conta. Atunci când ne apropiem de lungimea Planck nu mai are prea mult sens să vorbim despre distanţa dintre două puncte în orice situaţie acceptabilă. Practic, din cauza principiului de incertitudine, nu există nicio distanţă utilă (relevantă fizic) între poziţiile unor lucruri care sunt separate prin intermediul unor distanţe suficient de mici şi, desigur, lungimea Planck se încadrează în această categorie de distanţe. În parte, nimeni nu este deranjat de lungimea Planck, deoarece cele mai mici particule, electronii, sunt de aproximativ 10²⁰ ori mai mari (această valoare se regăseşte şi în cazul raportului dintre mărimea unei galaxii şi cea a unui singur fir de păr). Nefiind o scară dimensională obişnuită, scara Planck este doar mai uşor de reţinut (cuvintele „lungimea Planck" sunt mai uşor de reţinut decât un număr).

Acestea fiind spuse nu vă faceţi griji în legătură cu constanta Planck pentru că ea nu este importantă, există doar unele domenii aflate la frontierele fizicii în care lungimea Planck (sau distanţele ce au cu aproximaţie o valoare egală cu lungimea Planck) se manifestă. În special, ea apare în principiul de incertitudine generalizat (GUP - Generalized Uncertainty Principle) unde ea este introdusă, în principiu, ca un artificiu pentru a face ca fizica să poată fi aplicată în unele situaţii destul de obscure (gravitaţia cuantică şi alte asemenea teorii). GUP presupune că la o scară suficient de mică este pur şi simplu imposibil, în toate situaţiile, să putem efectua o măsurătoare la o scară dimensională şi mai mică. Rezultă de aici că s-ar putea ca spaţiul-timp să fie discret (n.t. cuantificat) şi el practic să fie compus din „mici unităţi" astfel încât Universul ar putea fi ca imaginea de pe ecranul unui computer (formată din mai mulţi pixeli).

Şi atunci ce reprezintă GUP? Ca o mulţime de alte lucruri din teoria corzilor (aceasta este o opinie personală), aceste explicaţii s-ar putea dovedi greşite. Astfel, spaţiul-timp s-ar putea prezenta sub forma unor mici bucăţi discrete, dar tot ce putem spune este că aceste bucăţi (dacă ele există cu adevărat) sunt foarte, foarte, foarte, foarte mici.

Ar trebui ca niciodată să nu le puteţi observa (cel puţin pe baza experimentelor concepute până în prezent pentru a le evidenţia).