La masa de Planck es aproximadamente la masa del cabello de una ceja

A diferencia de la mayoría de las unidades de Planck que llevan el nombre de "Planck", como la longitud de Planck, la temperatura de Planck, etc., la masa de Planck parece más cerrada a la vida cotidiana. Se trata 10 − 5 g, mismo orden de magnitud de un pelo de ceja o un huevo de pulga.

Solo me pregunto si hay alguna explicación interesante sobre la relación entre la masa de Planck y la masa de pequeñas vidas como la pulga.

Puede que te interese la "impedancia de Planck": es una cantidad de resistencia muy cercana a la vida cotidiana, nada extrema en electrónica y radio. en.wikipedia.org/wiki/Planck_units
Miré el enlace de @DarenW y descubrí que el impulso de Planck es casi exactamente el impulso de una pelota de béisbol lanzada a 100 mph, que también es casi exactamente el lanzamiento récord mundial. Esto es francamente extraño.
¡Vaya, parece interesante que tengamos muchas cosas diarias de Planck!
-1 Solo porque A tiene aproximadamente la misma masa/longitud/duración, etc. que B, ¿por qué eso debería sugerir que podría haber una conexión? Usted (o alguien más) podría haber elegido cualquier cantidad de objetos naturales para usar en la comparación.

Respuestas (5)

Hay un libro de física popular (similar a The Elegant Universe, pero diferente) (EDIT: un comentario sugirió que esto es The Black Hole War , y eso suena bien, aunque no puedo hacer referencia a la figura exacta) que recuerdo abordar el significado de la Masa de Planck relativa a la idea de partículas elementales versus agujeros negros. Por ahora, Wikipedia tendrá que ser suficiente, a la que me referiré aquí:

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

La masa de Planck se puede derivar aproximadamente al establecerla como la masa cuya longitud de onda Compton y radio de Schwarzschild son iguales.

Entonces, ¿por qué es importante? El argumento, según recuerdo en el libro, es así:

Tanto las partículas elementales como los agujeros negros son objetos "singulares". Un átomo, en comparación, es una colección de partículas elementales, con estructura para arrancar. Un agujero negro puede tener casi cualquier masa dada. Si una partícula cae en un agujero negro, su masa aumenta en esa cantidad. Si incluye partículas sin masa, la masa permitida de los agujeros negros es casi un continuo. No así para las partículas elementales. Tienen una cierta masa en reposo (si la tienen), y esta masa en reposo proviene de las propiedades fundamentales del universo.

La masa de Planck, según el argumento, es como el límite entre estas dos regiones de partículas elementales y agujeros negros. Este libro tenía una imagen muy buena que ilustraba esto. Desafortunadamente no puedo encontrarlo en ninguna parte en línea, así que lo reproduciré aquí:

Importancia de la masa de Planck

Una observación notable es que hay muchas menos partículas con masas bajas en reposo, como el electrón. Esto es consistente con lo que sabemos. A medida que avanza la física de partículas, también producimos más partículas de gran masa, como el bosón de Higgs. Según esta línea de pensamiento (que no estoy 100% seguro de que sea cierta), habrá una densidad mucho mayor de partículas en masas más altas a medida que se acerquen a la masa de Planck. Una vez que obtienes una masa mayor que eso, estás hablando de un agujero negro válido.

Esa región, sin embargo, es relativamente poco importante desde una perspectiva práctica porque tanto las partículas elementales de alta masa (ver nuevamente, el Higgs) como los agujeros negros de baja masa son increíblemente inestables. Por lo tanto, a ambos lados de esa división, las partículas tienen una vida particularmente corta. Tienes que ir muy a la derecha o muy a la izquierda para conseguir algo estable.

Permítanme presentar el argumento obvio de que la ausencia de partículas estables y agujeros negros en nuestra escala física es importante. ¿Por qué? Porque eso significa que para la masa que va desde los quarks hasta los agujeros negros de masa casi estelar, el universo no tiene más remedio que hacer cosas complejas, hechas de muchas partículas elementales, pero que no colapsan en un agujero negro. Espero que el argumento antrópico sea entonces obvio. Deberíamos estar agradecidos de que nuestras células no se vean invadidas comúnmente por cientos de partículas GeV o TeV que interactúan con frecuencia, ya que esto no sería bueno para la química celular. También podemos estar agradecidos de que los agujeros negros pequeños no sean estables... Espero que la razón sea obvia.

"Hay un libro de física popular (similar a The Elegant Universe, pero diferente) que recuerdo que aborda el significado de la masa de Planck en relación con la idea de las partículas elementales frente a los agujeros negros". Creo que es La Guerra del Agujero Negro de Leonard Susskind .
@LeosOndra ¡Eso suena bien! Estaba seguro de que otras personas también habían visto la figura, pero no puedo encontrarla en Internet.

La razón por la que la masa de Planck es grande es la misma razón por la que la longitud de Planck es pequeña: estamos viviendo en una escala que es enorme en unidades de Planck. Entonces, todo lo que nos rodea está hecho de átomos enormes que tienen masas diminutas, y se necesita una gran cantidad de átomos para formar 1 masa de Planck, al igual que se necesita una gran cantidad de longitudes de Planck para formar 1 metro. La relación inversa se debe al principio de incertidumbre, las distancias cortas son energías grandes.

La cantidad de átomos que necesita es aproximadamente del tamaño de unos pocos millones de células, ¿y qué? No es muy significativo, excepto que las celdas están a mitad de camino entre la longitud de Planck y el radio del universo. El radio del universo es de la escala de la constante cosmológica, y la escala de Higgs está a mitad de camino entre la escala de Planck y la escala cosmológica en log-energía. No hay explicación para esto.

el metro no importa. hay muchas longitudes de Planck en un radio de Bohr (que es la escala de los átomos) y eso está directamente relacionado con cuán pequeña es la masa de un electrón en relación con la masa de Planck. Y eso está directamente relacionado con la noción de que "la gravedad es una fuerza profundamente débil, mucho más débil que EM". (No es que la gravedad sea débil, es que los electrones tienen tan poca masa, pero su carga está dentro del orden de una carga de Planck).

No en realidad no.

Si lograras comprimir un huevo de pulga para que se convirtiera en un agujero negro, entonces podrían entrar en juego las descripciones contradictorias de la Relatividad General y la Mecánica Cuántica.

Pero las pulgas no pueden alcanzar la densidad extrema requerida para esto, por lo que la magnitud similar de las dos masas es en gran medida irrelevante.

De manera similar, que la unidad de energía de Planck sea del mismo orden de magnitud que la energía química en el tanque de gasolina de un automóvil es una curiosidad pero no es significativa, excepto quizás para sugerir que las unidades de Planck pueden no ser siempre fundamentales.

Sí, estoy de acuerdo en que podría no haber conexión entre estas dos escalas. Sin embargo, todavía tengo curiosidad sobre "¿Qué determina la escala de la vida?" Más específicamente, digamos, la escala de las especies más pequeñas, por ejemplo, el pequeño insecto. Creo que esto debe estar relacionado con la cantidad de "información" que necesita una vida al menos, pero no he descubierto el siguiente paso. ¿Tienes alguna idea sobre el tema?
Si observa bacterias pequeñas como Pelagibacter ubique , entonces es muchos órdenes de magnitud más pequeño que una masa de Planck. La mayoría de los virus son incluso más pequeños, siendo el virus del sarcoma de Rous particularmente pequeño. Entonces, el tamaño mínimo se trata más de tener suficiente información biológica para ser reproducida que cualquier cosa que tenga que ver con las constantes físicas.
@YingfeiGu La escala de las células está determinada más por las proporciones de área de superficie a volumen y las tasas de difusión a través de las membranas. Buscándolo en términos de ℏ , C , o lo que sea solo numerología.
Ah, claro. Muchas gracias por recordarme esto.
Entonces, un punto es "¿Aparece la constante G de Newton en la teoría de la biología?"
No, no es necesario, ya que las fuerzas gravitatorias en la Tierra son muy, muy pequeñas con respecto a todas las demás fuerzas que afectan a la materia.

Bueno, esta es una pregunta que pide opiniones. En mi caso creo que existe una relación tentativa entre los organismos vivos muy pequeños y la masa de Planck. de wikipedia

ingrese la descripción de la imagen aquí= 2,17651(13)×10−8 kg, (o 21,7651 µg)

El nombre honra a Max Planck porque la unidad mide la escala aproximada en la que los efectos cuánticos, aquí en el caso de la gravedad, se vuelven importantes. Los efectos cuánticos se caracterizan por la magnitud de la constante de Planck, ingrese la descripción de la imagen aquí.

Mi argumento de agitar la mano dice: los organismos vivos tienen que existir en un entorno clásico, donde existe una causalidad evidente para la entrada de energía y el entorno. Por lo tanto, la masa de Planck debe ser el límite inferior en valor de masa, para que una semilla primaria no sea impulsada de un lado a otro por potenciales mecánicos cuánticos. Esto ciertamente sería cierto si las semillas de la vida vinieran durante la evolución del Big Bang.

En nuestro entorno terrestre, las dimensiones de la mecánica cuántica se miden por h, y habría que comparar los organismos pequeños con eso. Veo que van a atto (10 ^ -3 nano) unidades para medir virus (a saber, el comentario sobre la otra respuesta). h es un número muy pequeño 6.6*10^-37 ergs sec y la evolución podría desarrollar tamaños más pequeños que la masa de Planck sin chocar con las incertidumbres de la mecánica cuántica.

¿Eh? Esto no tiene ningún sentido.
¡Guau! Pero creo que la masa de Planck aquí no es el límite inferior en valor de masa. Parece bastante diferente de la duración de Planck o del tiempo de Planck.
Solo lo pongo como límite si las semillas de la vida comenzaron durante la evolución del Big Bang, o en fuertes campos gravitatorios. edité la respuesta
@ChrisWhite Las dimensiones cuando los fenómenos mecánicos cuánticos se vuelven fuertes son un límite inferior para la posibilidad de que exista vida, por vida me refiero aproximadamente: entrada de energía, crecimiento, muerte y algún comportamiento voluntario. Dependiendo del problema, el tamaño y/o la masa de un tejido vivo tiene un límite inferior, en mi opinión.
Las células cerebrales de las ballenas son enormes. No sé si la información del tamaño de las células se conserva en los fósiles, pero muchos animales en tiempos geológicos pasados ​​eran gigantes debido a una mayor fracción de oxígeno en la atmósfera... El tamaño de un virus tiene que ver con sus funciones y relacionado con el tamaño. de la bacteria huésped... No creo que la masa de Planck tenga nada que ver con las escalas de tamaño de la vida, sino con razones macroscópicas mucho más complejas y no relacionadas.
@Eduardo Estoy agitando la mano sobre un límite inferior debido a las limitaciones insuperables que las dimensiones de la mecánica cuántica impondrían a lo que llamamos "organismos vivos". No límites superiores

El hecho de que la masa de Planck sea tan grande y "clásica", así como el hecho de que la longitud y el tiempo de Planck sean extremadamente pequeños y "mecánicos cuánticos", podría apuntar a la posibilidad de que no sea una unidad fundamental de masa. También podría señalar la posibilidad de que la constante "G" de Newton no sea una constante universal fundamental sino que esté compuesta por otras constantes universales como h y c.

-1: esta es una respuesta terrible.
Ron, afirmar que la masa de Planck es grande debido al principio de incertidumbre porque la longitud y el tiempo de Planck son muy pequeños, es un argumento plausible. Max Planck basó su escala en las constantes universales existentes h, c y G con las que estaba familiarizado en ese momento. Pero, ¿por qué G debería tener el mismo valor como constante universal que h y c?
La masa de Planck es aproximadamente la masa del cabello de una ceja
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