普朗克长度

普朗克长度,第1张

普朗克长度 空间在普朗克长度是不是连续的?

好问题!看到之前有答者说普朗克长度是最小的长度单位,甚至说一切长度是这个长度的整数倍,这是不正确的。

科学上正确的说法是:我们已知的物理理论,到了普朗克长度这样小的尺度的时候,就不适用了。

普朗克长度是10^-35米,现代物理理论不适用的尺度,就在这个量级,是个模糊的界限。

接近这样的尺度的时候,一切都是未知。

那么在这个尺度上的宇宙到底是什么样子?有很多未完善、未经证实的理论,主流理论倾向于认为空间还是连续的。

比如流行的超弦理论就认为时空是10维的,有一个大尺度的,我们在宏观世界看得到的4维时空,还有一个普朗克长度左右的6维卡-丘空间。

有兴趣去读丘成桐教授写的科普文章。

也有一些理论,认为空间是离散的,一个个点组成的。

李政道先生在上世纪80年代就提出过这样的理论。

近些年来,旅美中国物理学家文小刚也在做这样的理论。

他把时空类比成固态的物质,宏观上是连续的,微观上是由一个个的原子(不连续的点)组成。

很多固体物理现象有助于理解时空的属性。

他也有过很多文章和采访,有兴趣的读者可以找来看看。

题主的后一半问题更有趣:如果空间是离散的点组成,那么宇宙膨胀时,是点增多,还是点的距离变大呢?这个问题就不容易回答了。

我还特地请教了文小刚教授,这仍是未解决的问题。

以现在的研究理论和观测手段来讲,普朗克长度是不可分割的最小长度。

以普朗克长度作为基本长度,任何物体的长度都是普朗克长度的整数倍。

我们知道数学上整数是离散的,1和2之间是存在小数的。

但是不存在小数倍的普朗克长度。

因此,普朗克长度是离散的,因此,可以这样讲,空间不是连续的,是一份份的。

空间的增加一定是普朗克长度整数倍的增加。

普朗克长度是基本长度,长度是不会改变的。

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