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プランク長とは?

ぷらんくちょう

量子力学と一般相対性理論組み合わせることで導かれる、自然界における最小の長さのスケールです。

プランクとは、物理学基本定数——プランク定数重力定数、光速——から導かれる長さの単位で、およそ1.6×10⁻³⁵メートルという極めて微小な値を持ちます。

この値はマックス・プランクが1899年に提唱した「プランク単位系」のひとつです。現代物理学の2大理論である量子力学と一般相対性理論を組み合わせると、この長さよりも小さいスケールでは時空の概念そのものが意味を失う可能性があると考えられています。

プランク長が重要とされる理由は次のとおりです。

  • 量子効果と重力効果が同等の大きさになる境界を表す
  • 現在の物理学理論が破綻する可能性がある下限スケール
  • 量子重力理論(超弦理論やループ量子重力理論など)の舞台となるスケール
  • 時空が連続的ではなく離散的(量子化されている)かもしれない最小単位の候補

比較として、陽子の大きさ(約10⁻¹⁵メートル)でさえプランク長の約10²⁰倍も大きく、現在の実験技術ではプランク長スケールを直接観測することはまったく不可能です。

量子重力の統一理論が完成すれば、プランク長の物理的意味がより明確になると期待されており、物理学における究極の課題のひとつとされています。

使い方・例文

超弦理論では、素粒子を「弦」として扱い、その弦の大きさがプランク長のオーダーであると仮定することで、重力と量子力学の統一を試みています。

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