普朗克单位是什么

你能想象到最小的东西是什么？细菌？原子？质子？或者你死党的勾勾，其实是普朗克长度，他是理论物理学最小的长度约为一点六乘以十的负三十五次方米。如果原子有地球那么大，那么这个普朗克长度大约有一个质子那么小， 那他是怎么来的？答案是通过数学计算来的，利用物理学基本的常数，其中有普朗克常数 h， 万有引力常数 g， 光速 c， 最后组合数学运算得出结果。 通过类似的计算，我们还会得出普朗克时间，普朗克能量，那它的意义是什么？普朗克长度实际上指的是引力产生影响的最小长度，这一长度在宇宙学上具有重要。 他是弦理论中弦的尺度和大小，同时也是圈量子引力理论中时空被认为被量子化的尺度。那宇宙中还存在比他小的长度吗？ 可能存在，不过基于目前量子力学和物理已知定律，小于这个长度的存在目前是没有意义的。不过未来可能有下一个爱因斯坦来重新定义这些宇宙长数，说不定那个人就是你。还不快点一下关注！

特朗克长度是不是宇宙中的最小长度？他是不是意味着空间是量子化的，是不连续的？好，我先说答案。特朗克长度约为一点六乘以十的负三十五次方米，这个长度并不是宇宙中的最小长度，他只是人类目前理论长度的下线，比如说比这个更短的尺度啊，对我们来说没有意义。 所以首先的问题是，普朗克长度啊是怎么来的？为什么有人说它是最长长度？其实包括普朗克长度，普朗克质量，普朗克时间在内的这些普朗克单位是利用语文中的三个基本常数，通过一定的数学方法定义出来的， 其中就有光速 c、 万有引力、大气以及约话普朗克长数 h 八。这些长数啊，都有他们自己的单位，那么你通过把他们进行组合，最后就会得出一些带有长度，质量以及时间单位的数值，那么他们就是普朗克长度，普朗克质量以及普朗克时间了。所以 实际上大家一直认为呢，这些普朗克单位是不是宇宙中的最小极限？哦，那我举个例子啊，那你知道这个普朗克质量是多少？大约是二十一点七微克，这个质量比一个质子的质量啊大了一千亿一倍，所以它并不是宇宙中的质量下线，这是最小稳定存在的黑洞质量。 还有破浪科长度的真正物理意义，是一个具有破浪科质量的例子所具有的康普顿波长。此时这个破浪科质量的例子啊，其实就是一个最小的黑洞。 还有普朗克时间是光走过一个普朗克长度所需要的时间，那么这里就从来没有说过普朗克长度是宇宙的极限，只是说如果我们将一个例子的位置啊，确定到他的康普顿波长以内，那么具有的能量掌握将大到足以再产生一个这样的例子，所以这对我们的测量来说是完全 没有意义的，因此普朗克长度只是人类物理认知的极限。同时普朗克时间只是说，如果我们把时间确定到普朗克时间以内，那么能量的不确定性将会超过普朗克能标，在这个能量下，我们经典的引力理论啊，将会失效。 所以并没有说宇宙最短的时间就是普朗克时间，只是说我们的理论只能描述比普朗克时间更长的时间的物理过程啊， 所以我们的宇宙啊，并没有最短的时间，也没有最小的距离，更没有说我们的空间是量子化的，是不连续的，也没有说我们的时间是量子化的，是不连续的。其实正好相反，我们现在的理论其实认为我们的时空啊是连续的， 因为离散化的时空会破坏最基本的洛伦兹对称性，因此我们的宇宙可能存在比这个普朗克时间啊还短的时间，也存在比普朗克能量还大的能量，当然也存 存在这个比普朗河长度啊还小的距离。只不过这些对我们现在的物理学来说是没有意义的，因此才造成了大家的误解，认为这些东西都是我们娱乐极限，那么说不定未来 我们的物理学给发展了，又出现了一个像恩斯兰这样的牛人，他就为我们成功的揭示了普朗克尺度以下的物理学，这个物理学可能跟我们现在的完全不一样。 那说不定这位牛人啊，现在正拿着手机，正在看视频，从此命运的齿轮开始了转动。好，如果这个视频啊，让你的齿轮成功给卡住了，就帮忙点个关注，我们下个视频见。拜拜。

这是什么地方啊？恭喜宿主被选中，现在即将穿越到神秘复苏世界。不是我不想去这个世界，能换一个吗？世界无法更改，但是宿主可以选择其中一项能力作为新手礼包，开局拥有六只死鸡龟眼， 唯一普朗克单位，提升十倍属性，请宿主做出选择。普朗克单位我不知道，但是六只死鸡龟眼我不是无敌了吗？我肯定选龟眼，检测到宿主做出选择，赐予宿主能力，能让我重选一次吗？我点错了啊，有些事情我不方便多说，只希望大家记住，龟无法被杀死。 坏了，我这刚进来就是罗文松啊啊，大家不要慌张，要找到规律才能活下来。我知道规律啊，但是没有规律怎么逃出？哎，不对啊， 我来拖住他，你们快跑哦，你还愣着干什么？我拖不了太久，你上一边去，我来对付他。嘿，不是啊，鬼无法被杀死啊，哼，我发现我的数值超越了规律。

哥哥，这个宇宙真的能无限分割下去吗？你想想，如果说宇宙的长度真的可以无限的被分割下去的话，那么单单是一粒灰尘就要用无限的单位去组成它。 但是你也知道的，从零加到无限是不可能的事，所以单单构成这一滴灰尘就是不可能的事。所以说呢，这个宇宙肯定是存在一个最小的单位，到了那宇宙就再也分不下去了。这个长度叫普朗克长度，普朗克长度你猜猜它有多长 一点点？咱们先来举个例子吧，你的这个手你知道吧？嗯，它是由无数个分子和原子组成的，咱们现在把这个分子或者原子放大到地球这么大， 这时候它中间的这些质子和中子它有山这么大，那你猜猜这个时候普朗克长度是多少？那个山的一点点。普朗克长度还是肉眼看不见， 看不见。对，你得用显微镜去放大你才能看见。大概只有咱们现在手上的一个细菌那么大，所以它是灰尘中的灰尘。 所以说宇宙呢，它不是这么连续的，咱们其实是在瞬移，从一个格子跳到另外一个格子， 科学家们曾经也想观测过它，但是呢，他们科学家们发现，想要观测到越小的物体，这个显微镜，它要集中的光就要越强大，而光如果越强大的话，它所携带的能量就越大。想要看到普朗克长度，那么所集结的能量相当于一颗原子弹 四米，对，就直接能给整个城市移平了。而且科学家们想，普朗克长度是宇宙最小长度，研究比他小的长度是没有意义的，所以呢，他们也懒得去看，科学家又不在了，是 吧？但是吧，这个世界上还有很多科学解释不了的事情。点个关注，下期视频带你揭露伏尼契手稿！

一秒钟很快吗？其实一秒钟已经够一个呼吸，一个微笑，甚至上课开小差也够飞出银河系了。但如果是一个普朗克时间，那就真的很快了，快到思绪来不及反应，连感官都无法察觉。 量子理论认为，时间和空间是不连续的，其中的空气就是最小的时间和空间单位。既时间量子和长度量子也可以成为普朗克时间和普朗克距离。 伊普朗克时间等于光在伊普朗克距离的传播速度，约为十的负四十三次方圆，在这个时间和长度范围内限行的物理定律统统失效。 我们都知道，宇宙大爆炸发生在极短的时间内，科学家在研究时发现最快只能计算到十的负四十三次方秒，由此，科学家就提出了普朗克时间这一概念。有了普朗克时间我， 我们才能更形象的了解宇宙出城所需要的时间。在经历一切的帮助下，科学家观测到宇宙大爆炸仅持续不到十个普朗克时间，而宇宙出行程也只花了不到二十个普朗克时间。这么说，一眨眼的功夫就能诞生数以亿计的宇宙。

人类正在执行一项持续了数百年的计划，用更强的能量轰击更小的空间，试图窥探宇宙的终极途径。但他们并不知道，当观测的尺度逼近极限，他们用来看的能量本身就会触发时空瘫缩，生成一个吞食一切的黑洞。 我们的观测行为始于一个简单的物理原则，要想看清一个物体，你需要用一种波去照射它，关键在于波的波长必须小于或等于你想要分辨的细节。可见光的波长在微米级别 足以让我们看清细胞，却对原子无能为力，因为原子的尺寸比可见光的波长小了数千倍。 物理学的铁律是，想要看的更小，就必须使用波长更短的探测工具。二十世纪初，爱因斯坦和普朗克结识了一个更深层的联系。光由名为光子的粒子组成，其能量与波长成反比， 这意味着更短的波长等同于更高的能量观测微观世界变成了一场能量的竞赛。随后，德布罗意提出物质波假说，指出电子这类粒子也具有波动性，这为人类提供了新的探针。计算显示，要分辨尺寸为十的负十次方的原子， 只需将电子加速到一百五十电子伏特的动能。一九二七年，戴维森与格默的实验证实了这一点。 他们用低能电子轰击镍晶体，看到了清晰的演射图样，宣告了人类观测原子时代的来临。但原子的内部还有更小的结构。要探测直径仅为十的负十五次方的原子，核能量需求骤升至及电子福特这级别，这催生了斯坦福直线加速器这类庞然大物。 一九六七年起，科学家用高达二十级电子福特的电子束流轰击轻原子核，电子的散射轨迹清晰地表明 质子内部存在点状的结构单元。它们将其命名为夸克竞赛仍在升级。欧洲核子研究中心的大型强子对撞机 lhc 是 人类迄今最强大的显微镜，它将质子加速到七台电子福特 tf 以十四台电子福特的总能量对撞。 在如此恐怖的能量密度下，希格斯场被短暂四开连一，诞生出转瞬即逝的希格斯波色子。我们已经能够探测到比原子小一倍的尺度，那么这条路有尽头吗？只要能量足够高，我们就能无限的放大下去吗？ 答案是否定的，因为另一个爱因斯坦的理论广义相对论早已在终点设下了屏障。他指出，能量与质量等价，而能量会使时空弯曲。当我们为了探测更小的区域丢塔， 而将越来越高的能量一压缩进去时，这股能量本身的引力效应开始显现，空间被极具扭曲。最终，当能量密度达到一个临界点，这片区域会因自身引力而无法自持，瞬间瘫缩成一个黑洞。 这个临界半径被称为石瓦西半径，一旦形成事件，世界将笼罩一切，任何信息都无法逃逸。我们试图观测的目标，被我们自己的观测行为彻底抹去。 量子力学告诉我们，探测 deltax 大 小的区域需要能量 ehc。 deltax 广义相对论则告诉我们，能量亦会形成一个石瓦西半径而之一 c 的 黑洞。 当探测尺度 deltas 小 到与它自身的施瓦西半径相当，灾难就会发生。我们将两个公式连力求解，便能得到那个不可逾越的最小长度。 这个长度只由三个宇宙基本常数决定，引力常数 g， 普朗克常数 h 和光速 c， 它就是普朗克长度数值约为十的负三十五次方米。这是自然界分辨率的终极像素。 任何试图探测比它更小尺度的行为只会制造出一个更大的黑洞，将我们推得更远。要达到这个尺度， 需要的能量是普朗克能量高达十的十九次方级电子福特。如果我们按比例放大 lhc， 那 么需要建造一个周长四千光年的加速器，比整个太阳系还要庞大数百倍。 这已经不是技术问题，而是物理定律的绝对否决。更令人震撼的是，我们可以从一个完全不同的角度得到相同的结论。 海森堡不确定性原理指出，一个粒子的位置不确定性 dota 越小，其动量不确定性 dota 就 越大，这是量子测量的内在限制。但这个原理忽略了引力。当我们考虑探测光子自身的引力场对被测粒子的扰动时，一个额外的由引力导致的位置不确定现象出现了。 这个修正后的广义不确定性原理彻底改变了游戏规则。在低能区，它和标准理论一致。但在高能区，随着动量不确定性 dota 的 增加，位置不确定性 dota 不 再减小，反而开始增大。 这意味着存在一个无法被突破的最小位置不确定性。对这个新函数求极值，我们得到的最小长度精确的指向了普朗克长度两条截然不同的物理思想之路最终汇合于同一个终点。 无论是宏大的时空瘫痪，还是精微的量子测量，宇宙似乎都在用同一种方式警告我们，在普朗克尺度之下，距离空间、时间，这些我们赖以理解世界的基本概念都失去了意义。 这并非物理学的终结，而是一个新纪元的开端。他预示着我们需要一个能够统一量子力学和广义相对论的终极理论。显理论和圈量子引力等前沿构想正是在这片未知领域进行的艰难探索。 他们试图告诉我们，在我们熟悉的平滑时空之下，隐藏着一个由他自己设下的屏障之后。

我们今天来是认识一下最小的长度单位，目前物理学公认最小有意义的长度单位是普朗克长度， 约等于一点六一六乘十的负三十五米。很小啊，比它更小的长度呢，在现有的物理里面没有意义。 那么最小的时间单位是什么呢？嗯，最小的有意义的时间单位，也叫做普朗克时间，约等于五点三九一乘十的负四十四秒。 这个数字呢就是光，光速很快啊，就是光呢，走过一个普朗克长度所需的时间。 简单来对比一下，最小的长度单位比纳米菲米要小得多啊，这是普兰克长度。那最小的时间单位普兰克时间啊，比什么纳米菲秒也小得多。

这个视频会颠覆你对宇宙大小的认知。用原子大小去观察事物会很有意思。比如这个硬币，这个硬币的宽度大约是十九毫米， 如果把它呈上网球和原子的比例，我们会得到一个特殊的数字，一万两千七百四十三公里。 之所以特殊，是因为这和我们地球的直径一万两千七百四十二公里仅仅只差了一公里。如果是我们把其中的质子放大到一个网球大小的话，那么这个硬币将会有多大呢？他将超过一点五亿公里，这是木星绕太阳的轨道大小， 这就到最大了吗？事实上，我们的质子是由叫做夸克的亚原子粒子组成，虽然目前的科学研究只能大概知道质子大约是夸克的两千倍，但是 如果我们直接把夸克放大到网球大小，这个硬币将会比太阳系大数百倍，接近三分之一光年。离我们最近的比邻星相距有四光年，也需要十四个硬币才能到达。 还有一个单位比例比夸克比例还要夸张，那就是物理中的普朗克长度，它是一点六乘十的负三十五次放米， 他被认为是数学中的最小的单位长度。你可能没有概念，如果运用我们刚才的网球比例，那么这个硬币将会比整个银河系都大。我们的可观测宇宙大约是九百三十亿光年，而我们的硬币将会比这大九万倍。 如果我们把整个可观测宇宙看成是四倍电视机中的一个像素点的话，那么我们需要八百多台电视才能看到我们完整的硬币大小。这就是 乌朗克长度的大小，宇宙可以达到无限大小到无限小，实际上它本身的大小并不重要，重要的是我们人类究竟可以看多远？