El tiempo de Planck se define como la cantidad de tiempo que le toma a un fotón recorrer la longitud de Planck, pero no hay una distancia más corta que la longitud de Planck, entonces, ¿cómo viaja el fotón continuamente sin saltar dentro y fuera de la existencia en cada punto que está separado? por una longitud de Planck?

Estrictamente hablando; Un fotón no viaja de un lugar a otro. No puede ubicarse en un lugar cuando está “en vuelo”. Solo hay una probabilidad de emisión en algún punto del espacio-tiempo y una probabilidad de absorción en otro punto del espacio-tiempo. Todos los posibles ‘caminos’ de viaje entre estos dos eventos espacio-temporales contribuyen a este cálculo. Esta es la lección que debe extraerse de la mecánica cuántica y la formulación integral de Feynman de la Electrodinámica Cuántica.

Dirac afirma que cuando uno deriva su ecuación relativista para el electrón que la partícula de spin 1/2; del cual el fotón no es un ejemplo; es la única solución permitida entre la Mecánica Cuántica y la Relatividad donde la idea de una posición definida para una partícula tiene sentido. La representación del momento está bien; pero no la representación espacio-temporal desde un punto de vista mecánico cuántico relativista. Todas las otras partículas con un giro intrínseco diferente de 1/2 se consideran mejor como campos a partir de los cuales, al medir una excitación en el campo, se realiza una medición de probabilidad.

Quizás más fácil de ver es esto … Si pudieras encontrarle sentido a una posición en un momento particular para un fotón en vuelo; entonces también podrías imaginar otro fotón viajando adyacente a él. Esto provocaría la curiosa idea de que podría preguntarse, ¿cómo es el movimiento de un fotón en relación con el otro? Uno podría estar tentado a decir, bueno, mirarían el descanso uno respecto al otro. Esto, por supuesto, violaría el principio fundamental de la relatividad especial según el cual la velocidad de la luz debe ser la misma en todos los marcos de referencia inerciales. es decir, no tiene sentido pensar que puede encontrar un marco de referencia para el cual se puede pensar que un fotón está en reposo, incluso dentro de su propio marco de referencia; esta noción no puede existir y, por lo tanto, esta idea es simplemente un sinsentido descarado. Así que ya ves, decir que un fotón ‘viaja’ de un punto a otro; no importa cuán corta sea la distancia, no tiene sentido; de la misma manera que podría preguntar, ¿de qué color es un protón?

Para mí, este entendimiento anterior es equivalente y, de hecho, Dirac demostró que es una forma de derivar las relaciones de incertidumbre de Heisenberg a partir de las relaciones no conmutativas entre ciertos pares de variables dinámicas, como el momento y el espacio; energía y tiempo. Curiosamente, todas estas ideas aparentemente separadas de la relatividad, la mecánica cuántica y la teoría cuántica de campos realmente están discutiendo de manera diferente el mismo fenómeno.

Hay distancias mucho más cortas que la longitud de Planck. La afirmación correcta es que la geometría y el comportamiento del vacío cambian constantemente.

Reconozca que todo el concepto de la longitud de Planck es hipotético y se basa en dos suposiciones fuertes: que la teoría general de la relatividad sigue siendo cierta tanto en campos muy fuertes como a distancias / tiempos muy cortos; y que la física cuántica, el principio de incertidumbre de Heisenberg en particular, también continúa manteniéndose en esas dimensiones. Entonces, lo que encontramos es que la geometría del espacio / tiempo es muy irregular y cambia constantemente. El vacío es una espuma de pequeños agujeros negros. Pero según la teoría, cada uno de esos agujeros negros tiene estructura; cada uno contiene una distancia de Schwarzschild. No podemos determinarlo experimentalmente debido a los límites del principio de incertidumbre. El problema es que no sabemos cómo calcular en un campo gravitacional fuerte en el que la física cuántica es dominante.

La distancia de Planck y el tiempo de Planck representan, en física, la región en la que creemos que nuestras ecuaciones actuales fallan. Eso es todo lo que realmente es.

Hay algunas ideas falsas aquí.

En primer lugar, una longitud de planck no es exactamente la longitud más corta. Por el contrario, en ciertos modelos (no confirmados, especulativos) de gravedad cuántica, la longitud de planck es aproximadamente la longitud más corta medible. Esto se debe al principio de incertidumbre de Heisenberg, no estoy exactamente seguro de cómo se obtuvo el resultado (no he visto el cálculo), pero imagino que el argumento es más o menos el siguiente:

Sabemos, por el principio de incertidumbre, que [matemáticas] \ Delta x \ Delta p \ geq h / 2 [/ matemáticas]. En estos modelos, probablemente puedan derivar alguna expresión para [math] \ Delta p, [/ math] que en términos limita el valor más bajo que [math] \ Delta x [/ math] puede tomar. Si [matemática] \ Delta x [/ matemática] es, digamos un metro, entonces no tiene sentido decir que algo se movió 10 cm, la incertidumbre en su medición es tan grande que no puede describir movimientos más pequeños.

Por supuesto, el principio de falta de certificación de Heisenberg es mucho más fundamental que eso. Le dice no solo que no puede medir algo más pequeño que el valor mínimo de [math] \ Delta x [/ math], le dice que tal cosa realmente no existe en primer lugar.

En otros modelos, la longitud de planck se convierte en la escala a la que ocurren las fluctuaciones cuánticas del espacio-tiempo. A tal escala, sería absurdo hablar de distancias más cortas. No podría diferenciar 2 puntos debido a las fluctuaciones.

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que todas estas cosas son especulativas, no tenemos una buena teoría de la gravedad cuántica, y mucho menos buenos modelos, por lo que todos son especulativos, sin embargo, parece aplicarse que una escala de longitud más corta (o al menos una útil más corta) lengthscale) existe.

El segundo punto es un poco más básico. Las partículas cuánticas, incluidos los fotones, no tienen una posición o momento bien definidos (no pueden, debido a Heisenberg). La imagen de un fotón que viaja desde el punto A al punto B al atravesar el espacio entre esos puntos resulta ser incorrecta. Simplemente no sabes lo que hace el fotón en el medio, solo que se fue en A y llegó a B. Podría saltar a Alpha Centauri o fuera de nuestro universo visible y regresar, no lo sabes. La única forma de saberlo sería medir el fotón en el medio, pero eso lo destruiría y eso básicamente significa que redefinió el punto final B.

Si lees todas las respuestas, encontrarás una gran falta de comprensión por parte de los físicos. La naturaleza del espacio-tiempo en sí es lo que falta. No solo eso, sino que también se desconoce la estructura interna de un fotón.

La respuesta es proporcionada por la Teoría de todo de Gordon y, dado que nadie conoce el núcleo básico básico de la física, haré todo lo posible para explicar lo que necesita saber para comprender esta respuesta, por lo que puede demorar un poco … Tome un trago y vamos ¡Diviértete un poco!

El espacio-tiempo es un medio compuesto por un componente básico llamado “El Punto Omnipresente de Gordon” o la entidad de DIOS. (Estas entidades se denominan entidades y no partículas porque las partículas existen “en” el espacio-tiempo donde estas entidades existen “como” el espacio-tiempo). Cada entidad de DIOS crea un campo de energía radial plano. (Para comprender las verdaderas matemáticas de una entidad de DIOS no se logra fácilmente y para hacerlo debe pasar por un proceso de aprendizaje llamado “El enigma del deslizador de rubíes”).

Los campos de energía creados por las entidades de DIOS (sí, explico cómo una entidad de DIOS crea este campo de energía, pero no lo haré aquí) se extienden hasta el infinito, pero estos campos no se pueden medir en términos de distancia porque el parámetro de distancia se crea primero por los campos colectivos de energía de las entidades de DIOS. Imagine la región central de una línea extremadamente larga (casi infinita) de entidades de Dios igualmente espaciadas. Cada entidad de DIOS contribuye con su campo de energía a lo largo de la línea. En esta línea muy larga, es matemáticamente equivalente decir que una entidad de DIOS crea un “espacio” entre las entidades de DIOS a lo largo de la línea casi infinita.

La Teoría de todo de Gordon define este “espacio lineal” entre las entidades de DIOS como una distancia cuántica y es matemáticamente equivalente al campo de energía infinito completo de una entidad de DIOS a lo largo de la línea comprimida en este espacio lineal. Esto significa que se puede decir que una entidad de DIOS crea un espacio lineal entre entidades de DIOS a lo largo de la línea casi infinita. La teoría de todo de Gordon define este espacio lineal como una distancia cuántica (prefiero usar el término distancia cuántica y no la longitud de Planck porque esta es la creación de “distancia”. Siempre toma la misma unidad de tiempo (una unidad de tiempo cuántico) para E1 energía para moverse a través de una distancia cuántica. (Voy a ver por qué más adelante ya que esto es lo que queremos responder) Una distancia cuántica dividida por una unidad de tiempo cuántico se define como la velocidad de la luz que representa la velocidad en la que viaja la energía energía.

El espacio relativo entre las entidades de DIOS a lo largo de una línea puede cambiar, pero el tiempo cuántico que tarda la energía en viajar a través de cada espacio entre las entidades de DIOS igualmente espaciadas sigue siendo el mismo. A medida que aumenta la energía (E0) del espacio-tiempo a lo largo de un camino, (esto ocurre cuando las entidades de DIOS se colocan más cerca a lo largo de la línea), se percibiría como una desaceleración relativa de la velocidad de la luz en comparación con cuando el espaciamiento de las entidades de DIOS fueron relativamente mayores. En consecuencia, a medida que la energía (E0) a lo largo de una línea de espacio-tiempo disminuye, (las entidades de DIOS relativamente más separadas) la velocidad de la luz aumentaría relativamente. También tenga en cuenta que una distancia cuántica no comienza y se detiene entre la línea de entidades de DIOS, la distancia cuántica comienza y se detiene en cualquier lugar a lo largo de una línea de entidades de DIOS. Esta última declaración responde a su pregunta.

Hasta ahora hemos establecido un mecanismo que muestra que la velocidad de la luz es relativa … (Me refiero a la velocidad de la luz como una “constante relativa” en mi libro, pero ¿por qué siempre la medimos como c? Para responder a esta pregunta ahora necesitamos saber qué es un fotón.

Las entidades de DIOS en el universo plano paralelo se volvieron inestables a medida que ocurría un fenómeno de descomposición del vacío cuando las entidades de DIOS descubrieron que podían alinear su dirección axial a lo largo del plano. Esta inclinación de las entidades de DIOS creó (y abrió) la tercera dimensión espacial y el caos se produjo cuando las entidades de DIOS tuvieron que volver a alinearse en una nueva configuración estable. Esa alineación era una red cúbica donde cada entidad de DIOS ocuparía el punto central de una superficie de un cubo. Así fue como se creó nuestro espacio-tiempo tridimensional espacial en nuestro universo. Conocemos este evento como el Big Bang.

Mientras tanto, había algunas entidades de DIOS con su energía asociada que se aceleraron a c. Al moverse tan rápido, no podían asumir una posición en la red cúbica recién formada. (Al igual que las sillas musicales, no había lugar para que se sentaran). Una vez que se formó la red, estaban destinados a moverse en c para siempre y se convirtieron en los fotones primordiales. (Es por eso que tenemos la ley de conservación de la energía y el impulso). Estos fotones tenían energía asociada con ellos, donde esta energía dio el salto al siguiente Estado de Energía de Gordon (el Estado de Energía G1 Gordon). Gordon Energy States revela que existe una jerarquía de la energía en nuestro universo y la Teoría del Todo de Gordon deriva La Ecuación de DIOS que expresa esa Jerarquía de Energía:

La ecuación de DIOS se deriva del modelo Gordon y revela que la energía solo puede existir en tres estados de energía de Gordon donde el valor de G (que representa el estado de energía de Gordon) solo puede ser 0, 1 o 2.

Cuando el valor de G = 2, la energía E2 es la energía de la masa, (m2 = masa). Cuando el valor de G = 1, la energía E1 es la energía de la luz (fotones) (m1 = h / longitud de onda). Cuando el valor de G = 0, la energía E0 es la energía del medio de energía espacio-temporal.

El estado de energía G = 2 Gordon se obtuvo usando la relatividad. El estado de energía Gordon G = 1 fue encontrado por Planck / Einstein y constituye la base de la mecánica cuántica.

Gordon obtuvo el estado de energía cuando G = 0 de la Teoría de todo de Gordon.

La importancia de la ecuación de DIOS es evidente … No muestra cuánta energía E0 hay en el espacio-tiempo que ocupamos, siempre será proporcional a c ^ 0. Cualquier fotón con su energía E1 moviéndose en nuestro espacio-tiempo subyacente siempre se moverá en c ^ 1 … ¡Y AQUÍ ES POR QUÉ!

El término m (subG) representa lo mismo en TODOS los estados de Gordon Energy. Representa el desplazamiento y / o movimiento del espacio-tiempo subyacente. Un fotón que viaja en el espacio-tiempo debe devolver el espacio-tiempo subyacente exactamente a su posición original. Si cualquier espacio-tiempo permaneciera desplazado después de que pasara un fotón, significaría que la energía para desplazar el espacio-tiempo vino del fotón y el fotón eventualmente dejará de existir.

La única espina interesante en todas las respuestas (que son geniales) que muestra la circularidad de las definiciones y los límites naturales de las ecuaciones es el resultado de cálculos que muestran que el tamaño de un agujero negro no está determinado por el volumen de material que entró , pero la cantidad de información cuántica que ingresó, dando como resultado un área de superficie para el agujero negro, donde la cantidad de información en bits, es el área de superficie en unidades de área de Planck. Esto establece una conexión entre la longitud de Planck y la información en un nivel básico; Una conexión entre una distancia física (como área) y el contenido de información. Como el resultado es un objeto macroscópico observable, y ha llevado a conjeturas de teorías holográficas, por personas como Leonard Susskind con suficiente experiencia como para ser creíbles, puede significar que aunque las ecuaciones actuales fuera de la teoría de cuerdas dejan de funcionar a distancias más cortas, la longitud en sí mismo puede tener un papel fundamental en la aparición del espacio-tiempo a partir de un sustrato informativo. Esto lo convierte en un umbral más entre los regímenes, y aunque el concepto de longitud continúa, puede perder el significado espacial habitual que estamos diseñados para intuir que lo hace.

Los modelos siempre son limitados, por lo que las siguientes explicaciones profundas pueden no ser un estiramiento y una continuación del modelo actual, sino un nuevo modelo donde el modelo actual emerge naturalmente en la longitud de Planck.

Obviamente no lo sé, pero espero no ser demasiado mayor para estar presente cuando la próxima gran revolución en física realmente despegue allí.

Daré lo que uno podría llamar una respuesta “smart-alec” / “cop out” 😉 Mira, cuando trabajas con unidades naturales ([matemáticas] \ hbar = c = k _ {\ rm B} = 1 [/ matemáticas] ), solo hay una unidad, y se puede elegir que sea, por ejemplo, [math] \ text {eV} [/ math] (electron Volt). Esta es una unidad de energía y, dado que estamos en unidades naturales (y, por lo tanto, [matemática] c = 1 [/ matemática] en particular) también es una unidad de masa. A partir de esto, también se deduce que la longitud y el tiempo deben tener las mismas unidades … por ejemplo, [matemática] \ text {eV} ^ {- 1} [/ matemática] (electrón inversa Volt). (Sugerencia: ¿Cuál es la relación entre el vector de onda y el momento, y cómo se relaciona el momento con la energía; tenga en cuenta que muchas constantes desaparecen porque estamos en unidades naturales. Para completar la prueba, recuerde que [matemáticas] \ text {wavevector} \ cdot \ text {length} [/ math] no tiene dimensiones, porque aparece en el exponente, por ejemplo, en transformadas de Fourier).

Por lo tanto, no hay una diferencia fundamental entre la longitud de Planck y el tiempo de Planck, son lo mismo, siempre que trabaje en las unidades correctas. Lo que es aún más interesante de notar es que la longitud de Planck per se tampoco es particularmente fundamental: es solo el inverso de la masa de Planck [matemática] m_ \ text {P} = \ sqrt {1 / G} [/ matemática] , que es algo de [matemática] 10 ^ {19} \, \ text {GeV} [/ matemática] ([matemática] G [/ matemática] es la constante gravitacional), entonces la longitud de Planck es [matemática] 10 ^ {- 28} \, \ text {eV} ^ {- 1} [/ math]. Si desea convertir eso en algo en términos de metros (algo que “parezca” más como una longitud, aunque, y convencerse de que realmente es así, el electrón inverso Voltios es una unidad de longitud perfectamente fina), use la relación [ matemática] 1 = \ hbar c = 200 \, \ text {MeV} \, \ text {fm} ^ {- 1} [/ math] (todos los números son aproximados).

Finalmente, un comentario sobre la velocidad de la luz (en el vacío). Para mí, la forma más fácil de pensarlo es que es el factor de conversión (las conversiones de unidades resultan ser más importantes que simplemente evitar choques orbitales, te estoy mirando, NASA;)) entre coordenadas temporales y espacio -como coordenadas de un cuatro-vector. El hecho de que tenga un valor complicado de [matemática] 2.997 \ veces 10 ^ {8} \, \ text {m} \, \ text {s} ^ {- 1} [/ math] es un artefacto de cómo usamos para medir longitudes y tiempos.

Como Rich Muller explicó, su declaración sobre la longitud de Planck es incorrecta. Pero agregaré que un fotón no “viaja” a través de una longitud de Planck; la idea de la longitud de Planck es que si pudiera CONFINAR un fotón a esa “caja” de tamaño (no puede, por supuesto), tendría que tener una longitud de onda tan corta que su energía sería suficiente para ser equivalente a la masa requerida para formar un agujero negro de ese tamaño, más o menos.

Añadiría un comentario más a la excelente respuesta de Richard Muller. Existen ciertas incompatibilidades entre la relatividad general y la teoría cuántica, por ejemplo, una es una teoría continua y la otra es discreta, por lo tanto, cuando las lleva al límite y trata de combinarlas, no está claro que lo que termina tiene cualquier significado físico en absoluto.

También sugeriría que no hay una restricción lógica en el viaje de fotones y, por lo tanto, la parte que comienza con “así” no tiene ningún requisito lógico de estar limitado por lo que le precedió, a menos que existan otras premisas que no se divulguen en la declaración. Tenga en cuenta que hay una diferencia entre afirmar desde el Principio de Incertidumbre que no hay forma de saber con precisión dónde está algo y que salta dentro y fuera de la existencia. Esta última es una premisa completamente nueva, que debe justificarse para que sea parte de una conclusión.

Si bien la longitud de Planck es la longitud más corta que se puede medir, eso no significa que el espacio esté organizado en celdas de longitud de Planck. Significa que el espacio es fundamentalmente incierto a ese nivel. Que nunca puede haber un dispositivo que pueda medir con una precisión inferior a la longitud de Planck. Amd, por lo tanto, nunca podrá decir que un fotón estaba en un lugar en un momento determinado, y un listón de Planck en un momento posterior. Nunca podrá medir su posición con la precisión suficiente para que su pregunta tenga sentido. No porque no haya construido un dispositivo de medición lo suficientemente bueno, sino porque a esa escala el universo mismo no conoce la respuesta a su pregunta.

Si bien es cierto que no hay una distancia significativa más corta que la longitud de Planck, algo puede viajar a través de ella. Puede ser que el algo sea más grande que la longitud de Planck y cubra múltiples longitudes de Planck, pero se puede recorrer. Esto es como un automóvil, de 3 metros de longitud, a 70 mph recorriendo una distancia de 2 metros. Solo mide cuánto tiempo le tomó al automóvil cambiar 2 metros de donde estaba anteriormente. Lo mismo es para la longitud de Planck, que es de aproximadamente 10 a los -35 metros, que un fotón atravesará en 10 a los -43 segundos. Ese fotón puede tener múltiples longitudes de Planck de tamaño, pero si comenzó a moverse a la velocidad de la luz, se puede calcular el tiempo que le tomaría a ese fotón cambiar una longitud de Planck más de lo que era anteriormente, y cuánto tiempo tardó .

Debido a que los fotones en la longitud de onda del tablón se ven severamente interrumpidos por los desplazamientos aleatorios en la energía del vacío. También podría considerarlos parte de la espuma de vacío.

Aparte de eso, las otras respuestas son correctas. Los fotones de longitudes de onda más grandes no dejan de existir entre longitudes de tabla.

Espuma cuántica