几乎所有的回答都提到了不确定关系。的确,不确定关系是量子体系的一个基本性质。但是不确定关系只能用来联系几个普朗克量之间的关系,换句话说,只有我们得到了某个普朗克量的值,才能根据不确定关系和光速不变(本质上是利用普朗克常数和光速的值进行换算)去推出其他几个普朗克量的值。
但是不确定关系本身并不能定量地给出某个普朗克量的绝对值。打个比方,不确定关系可以让我们知道x*y的值,这里x和y都是某个普朗克量,例如x是普朗克时间,y是普朗克能标,但是不确定关系本身没法给出x或者y的值。
为了回答这个问题,我们必须认真考察普朗克能标(或者普朗克时间,利用不确定关系它们俩是一回事)的真正的含义。我们知道以量子场论为框架的标准模型相当成功地描述了电磁力、弱力和强力,并且标准模型被证明是可以重整化的。但是引力并没有被包括进来,一个很重要的原因就是引力没法重整化,根源在于引力的耦合常数,即牛顿引力常数的量纲是能量量纲的-2次,而一个理论的耦合常数如果是负的,那么这个理论就不可重整。
不可重整的含义是没办法引入有限多的抵消项来消除圈图计算中的所有无穷大。一个不可重整的理论称为有效理论,意思是这个理论只在某个特定的能标以下有用,一旦超过这个能标,这个理论就失效了,这种能标的截断称为cutoff,cutoff的具体位置就由这个有效理论决定,其实就是由它的耦合常数决定。
所以,普朗克能标的真正含义是:
经典引力理论失效的地方
。而我们目前并没有一个成功的量子引力理论,所以对于普朗克能标以上的物理,我们没有任何理论可以进行描述,所以普朗克能标也是。
我们目前的所有物理理论能描述的最高的能标。
有了普朗克能标的值,通过简单的换算就可以得到普朗克时间的值,在宇宙大爆炸发生后的普朗克时间内,即10^(-44)秒内,宇宙的温度要高于普朗克能标,上面已经分析过,在这个阶段我们没有任何有效的物理理论去描述它,所有现有的物理规律全部失效,所以在这个意义上,普朗克时间才被称为是我们宇宙中最小的时间尺度。
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