Прежде, чем вы поймёте суть беседы, давайте вспомним про планковские величины.
Планковские единицы - это хорошо известные пределы, в которых уравнения физики хорошо работают как для очень малых единиц (длина, время), так и для очень больших (температура, энергия, плотность). Ниже или выше этих единиц, соответственно, наши уравнения рушатся и физика по всей видимости меняется.
Сами же единицы Планка изначально появились как попытка пересчитать всё вокруг, исходя из единственной "правильной" константы - скорости света в вакууме.
И всё было бы хорошо, если бы везде всё это работало одинаково и исконная логика была стандартна. Но так оно пока мы не добираемся до планковской массы. Тут творится кое-что интересное.
Мы традиционно полагаем, что и тут она будет или самой большой массой во Вселенной, или слишком маленькой массой. Но сама планковская масса имеет куда более глубокое теоретическое значение.
Это уникальная точка пересечения гравитации и квантовой механики. В физике она отмечает точный масштаб, в котором комптоновская длина волны квантовой частицы равна ее радиусу Шварцшильда.
Любой объект или частица с такой массой были бы достаточно плотными, чтобы образовать миниатюрную черную дыру квантового масштаба. Выше планковского масштаба - полуклассическая картина черной дыры работает достаточно хорошо (черная дыра стабильна и существует миллиарды/триллионы лет). Вблизи/ниже планковской шкалы - испарение черной дыры становится бурным, и начинает доминировать квантовая гравитация (черная дыра нестабильна и существует лишь ничтожно малую долю секунды).
Планковская масса в этом случае является минимальной массой, которой может обладать черная дыра, чтобы быть стабильной (граница масс между общей теорией относительности и квантовой теорией поля).
Планковская масса выглядит очень странно. Она составляет около 22 микрограммов. Для элементарной частицы это гигантская величина, а для обычных предметов - почти ничто. Кстати, именно поэтому мы отметили, что она находится на границе двух миров - квантовой физики и гравитации. Это та масса, при которой обе теории становятся одинаково важными и уже не могут рассматриваться по отдельности, потому что переход от частицы к чёрной дыре работает сразу в двух концепциях.
Объект одновременно начинает проявлять себя и как квантовая частица, и как чёрная дыра. Это явный сигнал того, что привычные законы физики перестают работать независимо друг от друга. И во многом это может быть ключом для появления теории, способной примирить две физики.
Планковская масса играет роль естественного масштаба для теории квантовой гравитации.
Многие физики считают, что именно около этой энергии должны проявиться новые свойства пространства-времени: квантовая структура вакуума, микроскопические чёрные дыры или другие эффекты, которые пока скрыты от экспериментов.
Интересно, что большинство фундаментальных частиц имеют массы на 17–20 порядков меньше планковской. Почему между ними такая огромная пропасть - один из самых глубоких открытых вопросов современной физики. Поэтому планковская масса важна не только как удобная единица измерения, но и как возможная подсказка к новой физике за пределами Стандартной модели.
Не забывайте ставить лайки статье и подписываться! Это очень важно для развития проекта, а вы будете видеть ещё больше интересных статей в ленте! На канале есть премиум, где много интересного.