Planckin energia

Planckin energia on energian yksikkö, jota merkitään symbolilla $E_{\mathrm {P} }$. Yksi Planckin energia on 1,956 × 10⁹ joulea, 1,22 × 10¹⁹ gigaelektronivolttia tai 543,3 kilowattituntia. Planckin energia on nimetty saksalaisen fyysikon Max Planckin mukaan.

Planckin energia liittyy perinteisen suhteellisuusteorian ja kvanttigravitaation rajaan. Kun alkeishiukkasen energia kasvaa kohti yhtä Planckin energiaa, alkaa sen painovoimavuorovaikutus lähestyä suuruudeltaan muita perusvuorovaikutuksia. Tällöin alkavat kvantti-ilmiöt olla merkittäviä eikä perinteistä suhteellisuusteoriaa voida soveltaa.

Planckin energia on alkeishiukkasten mittakaavassa valtava määrä energiaa. Suurienergiaisimman havaitun hiukkasen eli OMG-hiukkasen energia, 50 joulea, vastaa vain noin 25 miljardisosaa yhdestä Planckin energiasta. Arkiympäristössä yksi Planckin energia vastaa noin henkilöauton polttoainetankillisen sisältämää kemiallista energiaa.

Yksi Planckin energia on se energia, joka tarvitaan yhden Planckin pituuden mittakaavan luotaamiseen. Se on luultavasti myös maksimienergia, joka voidaan sovittaa näin pieneen mittakaavaan, joka tuolloin välittömästi luhistuu mustaksi aukoksi. Säieteoriassa Planckin energia on värähtelevien säikeiden keskimääräinen energia.

Planckin energian määrittää yhtälö

$\,E_{\mathrm {P} }={\sqrt {\frac {\hbar c^{5}}{G}}}$,

jossa c on valonnopeus tyhjiössä, ${\hbar }$ on redusoitu Planckin vakio ja $G$ on gravitaatiovakio. Planckin energia on ekvivalentti Planckin massan kanssa yhtälön E=mc² perusteella. Kertomalla Planckin energia vakiolla

${\sqrt {\frac {1}{8\pi }}}$

voidaan yksinkertaistaa joitakin gravitaatioyhtälöitä. Hiukkasfyysikot ja kosmologit käyttävät usein tällaista redusoitua Planckin energiaa, jonka yhtälö on

${\sqrt {\frac {\hbar {}c^{5}}{8\pi G}}}$.

Yksi redusoitu Planckin energia on noin 0,390 × 10⁹ joulea eli 2,43 × 10¹⁸ gigaelektronivolttia.

Aiheesta muualla

• Planck Energy (Arkistoitu – Internet Archive)

Planckin yksiköt