¿Puede la radiación tener una longitud de onda más pequeña que la longitud de Planck? ¿Y cuál sería su energía e implicaciones?

Algunas respuestas muy interesantes aquí. Intentaré resolver algunos de los conflictos y reclamos poco claros.

La respuesta que calculó la energía es difícil de leer. Anteriormente lo calculé a 255,900,000 TeV o 2.5 × 10 ^ 22 eV (o 36 millones de veces la energía de un solo protón en el LHC. Esto es mucho para una partícula, pero solo 41 julios y una masa de solo 4.5 × 10 ^ -16 kg. A modo de comparación, la energía cinética de un campo de béisbol puede superar los 100 julios, pero un rayo cósmico de ultra alta energía es de solo 10 ^ 18 eV o 0,06 julios. Por lo tanto, la naturaleza no está produciendo nada cercano. No sé cuál fue exactamente el primer momento del Big Bang.

Estoy de acuerdo con la respuesta de que no puede ser un agujero negro. Porque su masa se debe completamente al movimiento. En su marco de descanso tiene masa cero y no podría ser un agujero negro. Si pudieras hacer agujeros negros con masa relativista, entonces cualquier rayo cósmico que atraviese nuestro sistema solar vería al sol como un agujero negro, y todos seríamos absorbidos. Obviamente no ha sucedido.

Entonces, hay mucha energía en el universo para crear tal cosa. De hecho, hay suficiente energía en una pelota de béisbol lanzada para hacerlo. ¿Podemos hacerlo?

Actualmente no tenemos un acelerador para antipartículas. Necesitaríamos uno. La colisión de una partícula y antipartícula produce 2 fotones. Entonces tendríamos que producir un par de 255,900,000 partículas de TeV. Debería ser unos 600 millones de veces más grande y más poderoso que el LHC. Se podría hacer con una gran estructura espacial si alguien quisiera pagarla, y alimentarse con energía solar o de fusión. El anillo tendría millones de veces el diámetro de la Tierra. Ese es un proyecto de construcción mucho más grande que un hábitat espacial que albergaría billones de personas. Su diámetro podría rivalizar o superar la órbita de la Tierra. Puede que no necesite ser un anillo sólido. Si se construye en el cinturón de asteroides, varias estaciones de aceleración podrían enviar el haz a través del vacío del espacio a la siguiente estación de flexión y aceleración.

Sin embargo, es un poco más pequeño que los proyectos de construcción espacial que se han concebido, como una esfera Dyson. Sin embargo, es solo un anillo, no una esfera, por lo que los órdenes de magnitud son más pequeños en general. Podría construirse alrededor del sol, y tal vez tendría que ser aún más grande para evitar estar demasiado cerca del sol. Obviamente el sol lo alimentaría. Dicha estructura podría tener múltiples usos, como hábitat, y tal vez para lanzar vasos interestelares. Si el costo es 600 millones de veces los 5 mil millones del LHC, eso lo ubicaría en 3 billones. Esto podría ser una estimación alta, porque muy probablemente se usarían drones robóticos, pero tomándolo por ahora, es la producción económica del planeta durante 30 años. Suponiendo que obtengamos un factor de eficiencia de 10 de la automatización, y que podamos usar materiales de asteroides, entonces el 1% de la producción económica de la Tierra durante 300 años pagaría la construcción. Probablemente tomaría tanto tiempo.

Eso es solo un tercio del tiempo para terraformar Marte. Dicha estructura podría ser multipropósito, utilizada como hábitat, autosuficiente con la agricultura y la industria, etc. Los medios de recolección y uso de energía solar podrían usarse también para lanzar buques interestelares.

Si el ángulo multipropósito funciona, y se hacen descubrimientos convincentes en el LHC que sugieren que se realizarían descubrimientos aún más convincentes con mayor energía, es posible en el tercer centenario del descubrimiento del bosón de Higgs en 2312 podríamos ver el primer planón fotón creado, y posiblemente al mismo tiempo lanzar una misión interestelar seria a un planeta exosolar.

Tomemos la longitud del tablón, que es de 10 ^ -35 metros
Ahora cualquier radiación tiene una longitud de onda dada por l = h / p
Donde h = 6.63X10 ^ -34 J.sec.y p su impulso
Pero su energía E = hf = hc / l —-> l = c / f o f = c / l, pero c = 3X10 ^ 8 metros / seg.
Por lo tanto, f = 3X10 ^ 8m / seg / 1o ^ -35 metro = 3X10 ^ 43 sec ^ -1 que es muy alto
Si calcula su energía, encontrará E = hf = 6.63X10 ^ -34 J.sec X3X10 ^ 43 / seg
19.89 X10 ^ 9 J = ~ 1.24 x1o ^ 28 eV = 1.24 (10 ^ 16) 10 ^ 10 ^ 12 eV = 1.24X1o ^ 16 TeV
1J = 1 / 6X10 ^ 19 eV
Recuerda el max. la energía para el LHC es de 14 Tev. Por lo tanto, prácticamente tal longitud de onda no puede ser. ¡Qué tal la más pequeña!

No lo sabemos Sospechamos por principios generales que la relatividad general de Einstein es una teoría de campo cuántico bajo el capó, y que algo desastroso sucederá con la geometría del espacio-tiempo en la escala de tiempo / distancia de Planck, lo que causará una nueva física interesante cuando las cosas lleguen a la energía de Planck . Sin embargo, no tenemos una versión satisfactoria de esto. Tenemos una teoría que involucra gravitones que reproduce con precisión GR a bajas energías (todo lo que hemos logrado en el laboratorio, o que alguna vez esperamos poder) pero tiene problemas de consistencia matemática que significan que fallará precisamente cuando se pone interesante, es decir, cerca de la energía de Planck.

Gracias por preguntar.

Ya tienes algunas respuestas bastante buenas.

Si entiendo esto correctamente, la unidad de longitud de Planck se deriva de otras unidades de Planck. Tenga en cuenta el uso de G en las ecuaciones, que alguien ya mencionó que esto se aplica a la masa.

Un fotón también es una fuente gravitacional, como lo hace toda la energía. Creo que la longitud de onda mínima de un fotón también sería una longitud de Planck.

Argg, tengo la sensación de que mis cálculos mentales no están bien. Posiblemente algunas conversiones de frecuencia de onda larga a angular y energía a longitud. Creo que hay un límite, pero posiblemente no: longitud de onda mínima de un fotón = longitud de Planck

Reservé y marqué esto para revisarlo más adelante.

Longitud de Planck – Wikipedia

La longitud de Planck no debe ser un factor limitante, ya que solo se aplica a cosas que tienen masa.

Hace años hice un gran cuadro del espectro EM que llegaba hasta los fotones con la energía de una bomba de hidrógeno. Según recuerdo, la longitud de Planck estaba bastante lejos, como tal vez la energía de un BB.

(Se veía así, excepto que más grande).

Por otro lado, tal fotón sería inestable. Puede encontrar fotones tan enérgicos dentro de una supernova o algo así, pero no llegaría muy lejos.

No lo sabemos Como ingeniero utilitario, no hay importancia teórica para ir por debajo del límite de longitud de Planck, ni sabemos si eso es realmente un límite. Tampoco tendremos la capacidad tecnológica para investigar tales órdenes de magnitud en el futuro previsible.

Hacia su límite habría una forma de radiación concentrada de tal manera que sospecho que necesitaríamos un nuevo término para este estado que no represente ni masa ni energía.

Pregúntale al viejo Gray Beardy cuando lo veas qué pensaron sobre el Big Bang, y esa será tu respuesta.

Solo puedo adivinar sobre el tema, el científico decidió que la longitud de Planck es el mínimo para la física y si pudiera existir una onda de energía tan alta, tendrían que cambiar de opinión, la energía debería ir por encima de cualquier radiación conocida y podría dispersar electrones de orbitales internos o incluso núcleos divididos, esperamos que algunos científicos de física den una mejor respuesta.

PD, mirando la longitud de Planck, me pierdo después de tantos ceros y me pregunto si se acorta la energía de las olas, ¡parece que no solo un núcleo podría dividirse sino toda la Tierra! 10 ^ -35 es un número muy pequeño y la energía de las olas es proporcional a su inverso, entonces estamos hablando de una enorme energía.