En física de partículas y cosmología física , las unidades de Planck son un conjunto de unidades de medida definidas exclusivamente en términos de cuatro constantes físicas universales , de tal manera que estas constantes físicas toman el valor numérico de 1 cuando se expresan en términos de estas unidades.
Propuestas originalmente en 1899 por el físico alemán Max Planck , estas unidades son un sistema de unidades naturales porque el origen de su definición proviene solo de las propiedades de la naturaleza y no de ninguna construcción humana . Las unidades de Planck son solo uno de varios sistemas de unidades naturales, pero las unidades de Planck no se basan en las propiedades de ningún objeto o partícula prototipo (cuya elección es inherentemente arbitraria), sino solo en las propiedades del espacio libre . Son relevantes en la investigación de teorías unificadas como la gravedad cuántica .
El término escala de Planck se refiere a cantidades de espacio, tiempo, energía y otras unidades que son similares en magnitud a las correspondientes unidades de Planck. Esta región puede caracterizarse por energías de alrededor10 19 GeV , intervalos de tiempo de alrededor10 −43 sy longitudes de alrededor10 −35 m (aproximadamente, respectivamente, la energía equivalente de la masa de Planck, el tiempo de Planck y la longitud de Planck). En la escala de Planck, no se espera que se apliquen las predicciones del modelo estándar , la teoría cuántica de campos y la relatividad general , y se espera que dominen los efectos cuánticos de la gravedad . El ejemplo más conocido está representado por las condiciones en los primeros 10-43 segundos de nuestro universo después del Big Bang , hace aproximadamente 13,8 mil millones de años.
Las cuatro constantes universales que, por definición, tienen un valor numérico 1 cuando se expresan en estas unidades son:
Las unidades Planck no incorporan una dimensión electromagnética. Algunos autores optan por extender el sistema al electromagnetismo, por ejemplo, agregando la constante eléctrica ε 0 o 4 π ε 0 a esta lista. Del mismo modo, los autores optan por utilizar variantes del sistema que dan otros valores numéricos a una o más de las cuatro constantes anteriores.
A cualquier sistema de medición se le puede asignar un conjunto mutuamente independiente de cantidades base y unidades base asociadas , de las cuales se pueden derivar todas las demás cantidades y unidades. En el Sistema Internacional de Unidades , por ejemplo, las cantidades base del SI incluyen la longitud con la unidad asociada del metro . En el sistema de unidades de Planck, se puede seleccionar un conjunto similar de cantidades base y unidades asociadas, en términos de los cuales se pueden expresar otras cantidades y unidades coherentes. La unidad de longitud de Planck se conoce como longitud de Planck y la unidad de tiempo de Planck se conoce como tiempo de Planck, pero no se ha establecido que esta nomenclatura se extienda a todas las cantidades.