普朗克时期

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马克斯·普朗克

普朗克时期(Planck epoch, Planck era)是物理宇宙学中以马克斯·普朗克为名的时期,是宇宙历史中最早的时间阶段,从0至大约10−43秒(大约是一个普朗克时间的间隔)。也可以说是时间最早的时刻,普朗克时间也许是最短的时间间隔单位,而且普朗克时期也仅仅持续了如此短暂的瞬间。人们相信,由于那时的宇宙规模极其微小,因此重力的量子效应支配著物理相互作用。在大约137.9亿年以前的这个普朗克时期里,万有引力相信与其它的基本力一样强大,并且所有的力可能都统一在一起。超高热、超高密度,普朗克时期宇宙的状态是不稳定的。随著宇宙开始膨胀和冷却,通过一个所谓对称性破缺的过程,我们所熟悉的各种基本力开始显现出来。

现代宇宙学目前认为,普朗克时期可能开创了一个大一统时期,然后对称性破缺迅速导致宇宙暴胀,亦即暴胀时期,其间,宇宙的规模在极短时间内急剧扩张。[1]

理论的概念[编辑]

因为目前还不存在可被普遍接受的理论框架用以说明如何将相对论性重力量子力学结合在一起,所以科学上还不能做出短于普朗克时间间隔或短于普朗克长度间隔的预测。一个普朗克长度即光在一个普朗克时间所行走的距离-大约是1.616 × 10−35公尺。缺少量子重力这个统一量子力学和相对论重力的理论,就无法搞清楚宇宙处在普朗克时期时的物理学,也无法理解基本力统一的确切方式,以及它们如何分离成独立的单体。四个基本力中间的三个已经成功的统合在一个共通的框架中,但是重力仍然有问题。如果忽略量子效应,宇宙就会开始于一个密度无限大的奇异点,而当把重力量子列入考虑的话,就有可能会改变此一结论。弦论回圈量子重力万有理论的主要备选理论,它们已经获得了有意义的见解,但是在非交换几何和其它场上面的工作,仍然有需要开始进一步去理解的东西。

实验探索[编辑]

迄今,揭示这个宇宙学时期的实验资料非常少,甚至可以说是没有,但是最近来自WMAP探测器的结果,允许天文学家测试关于宇宙最初的第10−12秒(虽然WMAP所观测到的宇宙微波背景辐射已经是宇宙诞生后数十万年)。虽然这个时间仍然是远远的超过普朗克时间的数量级,当前其它的实验,包括普朗克巡天者探测器,承诺继续将我们的'宇宙时钟'一点一点的推向历史上宇宙开始的第一时刻,希望能让我们对普朗克时期能有再深入一点的了解。来自粒子加速器的资料也对了解早期的宇宙提供了有意义的资料。相对论性重离子对撞机的实验让物理学家对更像液体的气体夸克-胶子浆的行为有更多的了解,在欧洲核子研究组织大型强子对撞机将允许探测宇宙早期阶段的电浆物质,但是无论目前或是未来,都没有加速器有能力可以直接进行对普朗克尺度的研究。

相关条目[编辑]

注解[编辑]

  1. ^ Edward W. Kolb; Michael S. Turner (1994). The Early Universe. Basic Books. p. 447. ISBN 978-0-201-62674-2. Retrieved 10 April 2010

参考资料[编辑]

外部链接[编辑]