Satuan Planck

Satuan Planck adalah satuan pengukuran fisik. Sistem satuan ini pertama kali dikembangkan oleh Max Planck. Definisi lima unit Planck dasar hanya didasarkan pada lima konstanta fisika yang ditemukan di alam. Ketika unit Planck digunakan untuk menyatakan salah satu dari lima konstanta fisika ini, nilainya adalah 1. Hal ini memungkinkan fisikawan untuk menyederhanakan banyak persamaan tentang hukum fisika. Planck mengusulkan unit-unit ini pada tahun 1899. Satuan ini juga dikenal sebagai satuan alami karena asal-usul definisinya hanya berasal dari sifat-sifat alam dan bukan dari konstruksi manusia. Satuan Planck hanyalah salah satu sistem satuan alami di antara sistem lainnya. Mereka dianggap unik, karena satuan-satuan ini tidak didasarkan pada sifat-sifat objek prototipe, atau partikel (yang akan dipilih secara sewenang-wenang) tetapi hanya didasarkan pada sifat-sifat ruang bebas. Konstanta-konstanta yang dinormalisasi oleh unit Planck, menurut definisi, dinormalisasi menjadi 1 adalah:

• Konstanta gravitasi, G;
• Konstanta Planck yang direduksi, ħ;
• Kecepatan cahaya dalam ruang hampa, c;
• Konstanta Coulomb, 1 4 π ε 0 {\displaystyle \textstyle {\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}} (kadang-kadang k_e atau k);
• Konstanta Boltzmann, k_B (kadang-kadang k).

Masing-masing konstanta ini dapat diasosiasikan dengan setidaknya satu teori fisika fundamental: c dengan relativitas khusus, G dengan relativitas umum dan hukum gravitasi universal Newton, ħ dengan mekanika kuantum, ε₀ dengan elektrostatika, dan k_B dengan mekanika statistik dan termodinamika. Satuan Planck sangat penting untuk fisika teoretis, karena satuan ini menyederhanakan beberapa ekspresi aljabar berulang dari hukum fisika. Mereka sangat relevan dalam penelitian tentang teori terpadu seperti gravitasi kuantum.

Unit Planck kadang-kadang secara semi-humor disebut oleh fisikawan sebagai "unit Tuhan". Mereka menghilangkan kesewenang-wenangan yang berpusat pada manusia dari sistem satuan: beberapa fisikawan berpendapat bahwa komunikasi dengan kecerdasan luar angkasa harus menggunakan sistem satuan seperti itu untuk membuat referensi umum ke skala. Tidak seperti meter dan detik, yang ada sebagai unit fundamental dalam sistem SI untuk alasan historis (dalam sejarah manusia), panjang Planck dan waktu Planck secara konseptual terkait pada tingkat fisik yang mendasar.

Unit alami membantu fisikawan untuk membingkai ulang pertanyaan. Frank Wilczek mengatakan ini secara ringkas:

...Kita melihat bahwa pertanyaan yang diajukan bukanlah, "Mengapa gravitasi begitu lemah?" melainkan, "Mengapa massa proton begitu kecil?" Karena dalam Satuan Alam (Planck), kekuatan gravitasi adalah apa adanya, kuantitas primer, sementara massa proton adalah angka kecil [1/(13 quintillion)]....

- Juni 2001 Fisika Hari Ini

Kekuatan gravitasi adalah apa adanya dan kekuatan gaya elektromagnetik adalah apa adanya. Gaya elektromagnetik beroperasi pada kuantitas fisik yang berbeda (muatan listrik) daripada gravitasi (massa) sehingga tidak dapat dibandingkan langsung dengan gravitasi. Untuk mencatat bahwa gravitasi adalah gaya yang sangat lemah, dari sudut pandang unit Planck, seperti membandingkan apel dan jeruk. Memang benar bahwa gaya tolak elektrostatik antara dua proton (sendirian di ruang bebas) sangat melebihi gaya tarik gravitasi antara dua proton yang sama, dan itu karena muatan pada proton kira-kira unit muatan Planck tetapi massa proton jauh, jauh lebih kecil dari massa Planck.

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa yang dimaksud dengan unit Planck?

T: Berdasarkan apa keempat satuan dasar Planck tersebut?

T: Mengapa disebut satuan alamiah?

T: Bagaimana satuan alami membantu fisikawan?

T: Teori apa yang dimiliki oleh masing-masing konstanta ini yang memiliki setidaknya satu teori fisika fundamental yang terkait dengannya?

T: Mengapa Satuan Planck terkadang secara semi-humor disebut sebagai "Satuan Tuhan"?

Cari berdasarkan huruf