Benutzer:Wassermaus/persönliche Spielwiese

Das Internationale Einheitensystem oder SI (französisch Système international d’unités) ist das am weitesten verbreitete Einheitensystem für physikalische Größen. Die durch das SI definierten Maßeinheiten nennt man SI-Einheiten.

Das SI beruht auf sieben Basisgrößen mit entsprechenden Basiseinheiten, deren Auswahl nach praktischen Gesichtspunkten erfolgte. Seit 2019 sind alle SI-Einheiten über Physikalische Konstanten definiert.

Das SI ist ein metrisches Einheitensystem (d. h., eine Basiseinheit ist der Meter), es ist dezimal (d. h., die verschiedenen Einheiten, mit denen man eine Größe angeben kann, unterscheiden sich nur um ganze Zehnerpotenzen) und es ist kohärent (d. h., jede abgeleitete Einheit ist ein Produkt von Potenzen der Basiseinheiten ohne zusätzliche numerische Faktoren).

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Alle diese Einheiten sind kohärent; bestehende inkohärente metrische Einheiten mit eigenem Namen (Liter, Bar, …) wurden nicht ins SI übernommen. Dies hat den großen Vorteil, dass in physikalischen und technischen Formeln keine Umrechnungsfaktoren zwischen den Einheiten benötigt werden. Beispielsweise gilt einfach 1 J = 1 N·m = 1 C·V = 1 W·s..

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Physikalische Konstante
Name	Planck-Zeit
Formelzeichen	$t_{\mathrm {P} }$
Größenart	Zeit
Wert
SI	5.391247(60)e-44 s
Unsicherheit (rel.)	1.1e-5
Bezug zu anderen Konstanten
$t_{\mathrm {P} }={\sqrt {\frac {\hbar G}{c^{5}}}}$
Quellen und Anmerkungen
Quelle SI-Wert: CODATA 2022

Die Planck-Zeit ist eine physikalische Konstante der Dimension „Zeit“. Bei Zeitspannen von dieser Größenordnung können Gravitation und Quantentheorie nicht mehr separat behandelt werden. Die heutige Physik versagt hier.

kleinstmögliches Zeitintervall (≈ 5,391 · 10−44 Sekunden), für das die bekannten Gesetze der Physik gültig sind.

Als Kombination fundamentaler Konstanten hat sie auch die Bedeutung einer natürlichen, von willkürlichen Festlegungen unabhängigen Maßeinheit (Planck-Einheit). Benannt wurde sie nach Max Planck.

Definition

Die Planck-Zeit $t_{p}$ ist definiert als:

$t_{\mathrm {P} }={\sqrt {\frac {\hbar G}{c^{5}}}}\approx 5{,}4\cdot 10^{-44}\;\mathrm {s} .$

Diese Gleichung verbindet drei grundlegende physikalischen Konstanten:

• $c\,$ die Lichtgeschwindigkeit,
• $\hbar \ ={\frac {h}{2\pi }}$ die reduzierte Planck-Konstante und
• $G\,$ die Gravitationskonstante.

Bedeutung als Zeiteinheit

Max Planck erkannte 1899, dass mit einem Produkt von Potenzen von $G$, $c$ und $h$ Maßeinheiten für Zeit, Länge und Masse definiert werden können, die „unabhängig von speciellen Körpern und Substanzen“ sind und „für alle Zeiten und für alle, auch ausserirdische und aussermenschliche Culturen“ festgelegt werden können. Die Planck-Zeit ist die entsprechend gebildete Zeiteinheit. (Zu Details und Referenzen siehe Planck-Einheiten.)

Zusammen mit der Planck-Länge und der Planck-Masse bildet die Planck-Zeit ein Einheitensystem, das in relativistischen Quantentheorien zweckmäßigerweise verwendet wird. Als Einheit für den täglichen Gebrauch ist die Planck-Zeit aber viel zu klein. Die kürzeste experimentell reproduzierbare Zeitspanne, die je erreicht wurde, beträgt 247 Zeptosekunden (247e^-21 s), das rund 5e²⁴-Fache der Planck-Zeit.

Physikalische Bedeutung

Die Planck-Zeit ist die Zeitspanne, die Licht benötigt, um eine Planck-Länge zurückzulegen und eine theoretische Zustandsveränderung zu bewirken.

Sie gibt die Größenordnung an, bei der Gravitation und Quantentheorie nicht mehr separat behandelt werden können. Sie definiert daher auch den ersten Zeitpunkt nach dem Urknall, nach Ablauf der Planck-Ära, der mit der heutigen Physik beschrieben werden kann.

Das bedeutet allerdings nicht zwingend, dass Zeit unterhalb der Planck-Zeit in diskreten Sprüngen verläuft. Erst eine Theorie der Quantengravitation könnte Antworten darauf geben, ob die Zeit auf dieser Ebene diskret oder kontinuierlich ist.

Einzelnachweise

Kategorie:Physikalische Konstante Kategorie:Maßeinheit (Physik) Kategorie:Max Planck als Namensgeber