Die Planck-Masse entspricht etwa der Masse eines Augenbrauenhaares

Es gibt ein beliebtes Physikbuch (ähnlich wie The Elegant Universe, aber anders) (EDIT: Ein Kommentar schlug vor, dass dies The Black Hole War ist, und das klingt richtig, obwohl ich nicht auf die genaue Zahl verweisen kann), an das ich mich erinnere, dass es die Bedeutung angesprochen hat der Planck-Masse relativ zur Vorstellung von Elementarteilchen versus Schwarzen Löchern. Zunächst muss Wikipedia genügen, auf die ich hier verweise:

http://en.wikipedia.org/wiki/Planck_mass

Die Planck-Masse kann näherungsweise abgeleitet werden, indem man sie als die Masse setzt, deren Compton-Wellenlänge und Schwarzschild-Radius gleich sind.

Warum ist das wichtig? Soweit ich mich erinnere, geht das Argument in dem Buch so:

Sowohl Elementarteilchen als auch Schwarze Löcher sind „singuläre“ Objekte. Im Vergleich dazu ist ein Atom eine Ansammlung von Elementarteilchen, mit Struktur zum Booten. Ein Schwarzes Loch kann fast jede beliebige Masse haben. Wenn ein Teilchen in ein Schwarzes Loch fällt, nimmt seine Masse um diesen Betrag zu. Wenn Sie masselose Teilchen einbeziehen, ist die zulässige Masse von Schwarzen Löchern fast ein Kontinuum. Nicht so bei Elementarteilchen. Sie haben eine bestimmte Ruhemasse (falls vorhanden), und diese Ruhemasse ergibt sich aus den grundlegenden Eigenschaften des Universums.

Die Planck-Masse, so das Argument, sei wie die Grenze zwischen diesen beiden Regionen von Elementarteilchen und Schwarzen Löchern. Dieses Buch hatte ein sehr gutes Bild, das dies illustrierte. Leider kann ich es nirgendwo im Internet finden, deshalb kopiere ich es hier:

Eine bemerkenswerte Beobachtung ist, dass es viel weniger Teilchen mit niedriger Ruhemasse wie dem Elektron gibt. Das stimmt mit dem überein, was wir wissen. Mit fortschreitender Teilchenphysik produzieren wir auch mehr massereiche Teilchen wie die Higgs. Nach dieser Denkweise (von der ich nicht zu 100% überzeugt bin, dass sie wahr ist) wird es eine viel höhere Teilchendichte bei höheren Massen geben, wenn sie sich der Planck-Masse nähern. Sobald Sie eine höhere Masse erreichen, sprechen Sie von einem gültigen Schwarzen Loch.

Diese Region ist jedoch aus praktischer Sicht relativ unwichtig, da sowohl massereiche Elementarteilchen (siehe noch einmal die Higgs) als auch massearme Schwarze Löcher unglaublich instabil sind. Daher sind die Partikel auf beiden Seiten dieser Trennlinie besonders kurzlebig. Sie müssen ganz rechts oder ganz links gehen, um etwas Stabiles zu bekommen.

Erlauben Sie mir das offensichtliche Argument, dass die Abwesenheit von stabilen Teilchen und Schwarzen Löchern auf unserer physikalischen Ebene wichtig ist. Wieso den? Denn das bedeutet, dass das Universum für den Massenbereich von Quarks bis hin zu Schwarzen Löchern mit fast stellarer Masse keine andere Wahl hat, als komplexe Dinge zu schaffen, die aus vielen Elementarteilchen bestehen, aber nicht zu einem Schwarzen Loch kollabieren. Ich hoffe, das anthropische Argument ist dann offensichtlich. Wir sollten dankbar sein, dass unsere Zellen normalerweise nicht von häufig wechselwirkenden Hunderten von GeV- oder TeV-Partikeln durchdrungen werden, da dies für die Zellchemie nicht gut wäre. Wir können auch dankbar sein, dass kleine Schwarze Löcher nicht stabil sind ... Ich hoffe, der Grund dafür ist offensichtlich.

Der Grund, warum die Planck-Masse groß ist, ist derselbe Grund, warum die Planck-Länge klein ist – wir leben in einem Maßstab, der in Planck-Einheiten enorm ist. Alles um uns herum besteht also aus riesigen Atomen, die winzig kleine Massen haben, und man braucht eine große Anzahl von Atomen, um 1 Planck-Masse zu machen, genauso wie man eine große Anzahl von Planck-Längen braucht, um 1 Meter zu machen. Die umgekehrte Beziehung ist aufgrund der Unschärferelation, kurze Entfernungen sind große Energien.

Die Anzahl der Atome, die Sie brauchen, ist ungefähr so ​​groß wie ein paar Millionen Zellen, na und. Es ist nicht sehr bedeutsam, außer dass die Zellen etwa auf halbem Weg von der Planck-Länge zum Radius des Universums liegen. Der Radius des Universums stammt von der kosmologischen Konstantenskala, und die Higgs-Skala liegt etwa auf halbem Weg zwischen der Planck-Skala und der kosmologischen Skala in logarithmischer Energie. Dafür gibt es keine Erklärung.

Nein nicht wirklich.

Wenn es Ihnen gelang, ein Floh-Ei so zu komprimieren, dass es zu einem Schwarzen Loch wurde, könnten die widersprüchlichen Beschreibungen der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenmechanik ins Spiel kommen.

Aber Flöhe können die dafür erforderliche extreme Dichte nicht erreichen, sodass die ähnliche Größe der beiden Massen weitgehend irrelevant ist.

In ähnlicher Weise ist die Tatsache, dass die Planck-Energieeinheit in der gleichen Größenordnung wie die chemische Energie im Benzintank eines Autos liegt, eine Kuriosität, aber nicht signifikant, außer vielleicht um anzudeuten, dass Planck-Einheiten möglicherweise nicht immer grundlegend sind.

Nun, das ist eine Frage, die nach Meinungen fragt. In meinem Fall glaube ich, dass es eine vorläufige Beziehung zwischen sehr kleinen lebenden Organismen und der Planck-Masse gibt. Aus Wikipedia

= 2,17651(13)×10−8 kg, (oder 21,7651 µg)

Der Name macht Max Planck alle Ehre, denn die Einheit misst ungefähr die Größenordnung, in der Quanteneffekte, hier im Fall der Gravitation, wichtig werden. Quanteneffekte werden durch die Größe der Planckschen Konstante typisiert .

Mein handschwenkendes Argument lautet: Lebende Organismen müssen in einer klassischen Umgebung existieren, in der es eine offensichtliche Kausalität für den Energieeintrag und die Umgebung gibt. Daher muss die Planck-Masse die untere Grenze des Massenwerts sein, damit ein Primärkeim nicht durch quantenmechanische Potentiale hin und her getrieben wird. Dies wäre sicherlich der Fall, wenn die Keime des Lebens während der Evolution des Urknalls entstanden wären.

In unserer irdischen Umgebung werden quantenmechanische Dimensionen mit h gemessen, und daran müsste man kleine Organismen messen. Ich sehe, dass sie Atto-Einheiten (10 ^ -3 Nano) verwenden werden, um Viren zu messen (vgl. den Kommentar zur anderen Antwort). h ist eine sehr kleine Zahl von 6,6*10^-37 Erg Sek., und die Evolution könnte kleinere Größen als die Planck-Masse entwickeln, ohne auf quantenmechanische Unsicherheiten zu stoßen.

Die Tatsache, dass die Planck-Masse so groß und "klassisch" ist, sowie die Tatsache, dass die Planck-Länge und -Zeit extrem klein und "quantenmechanisch" sind, könnte auf die Möglichkeit hinweisen, dass es sich nicht um eine grundlegende Einheit der Masse handelt. Es könnte auch auf die Möglichkeit hinweisen, dass Newtons Konstante „G“ keine grundlegende universelle Konstante ist, sondern aus anderen universellen Konstanten wie h und c zusammengesetzt ist.